JP4264399B2

JP4264399B2 - Automated guided vehicle

Info

Publication number: JP4264399B2
Application number: JP2004291373A
Authority: JP
Inventors: 正和藤井; 正伸熊谷; 進下田; 浩久中村
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2004-10-04
Filing date: 2004-10-04
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2024-10-04
Also published as: JP2006107027A

Description

本発明は、前輪および後輪をそれぞれ操舵して、予め路面に設定された走行ラインに沿って走行駆動される無人搬送車であって、特にその追従制御性を高めた無人搬送車に関する。 The present invention relates to an automatic guided vehicle that steers front wheels and rear wheels and is driven to travel along a travel line set in advance on a road surface, and more particularly to an automatic guided vehicle that has improved follow-up controllability.

工場等の敷地内において、予め路面に設定された走行ラインに沿って自動走行する無人搬送車は、特に重量物に対する搬送作業の省力化を実現する手段として注目されている。
この種の無人搬送車は、例えば走行距離センサ、操舵角センサおよび姿勢角センサ（ジャイロ）を備え、これらの各センサにより検出される自車の走行位置データと前記走行ラインのデータとから、前記走行ラインに沿って走行する為の目標姿勢角を求めて操舵制御するように構成される。この際、算出した目標姿勢角に達するまで、予め設定した走行距離毎に徐々に角度が変化する姿勢角指令を求めて操舵制御することで、積載重量に拘わることなく安定した走行を実現することが提唱されている（例えば特許文献１を参照）。 In a site such as a factory, an automatic guided vehicle that automatically travels along a travel line set in advance on a road surface has attracted attention as a means for realizing labor saving of transport work for heavy objects.
This type of automated guided vehicle includes, for example, a travel distance sensor, a steering angle sensor, and an attitude angle sensor (gyro). From the travel position data of the own vehicle detected by each of these sensors and the travel line data, A target posture angle for traveling along the traveling line is obtained to perform steering control. At this time, until the calculated target posture angle is reached, steering angle control is performed by obtaining a posture angle command in which the angle gradually changes for each predetermined travel distance, thereby realizing stable traveling regardless of the loaded weight. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

また予め路面に磁気誘導体を走行ライン（磁気ライン）として敷設しておき、無人搬送車に設けた磁気センサにて上記走行ライン（磁気誘導体）を検出して上記走行ラインからのずれ量（偏差）を求め、このずれ量とジャイロ等を用いて検出される車両本体の姿勢（車両の向き）とに基づいて操舵制御することで、該無人搬送車を走行ラインに沿って自動走行させることも提唱されている（例えば特許文献２を参照）。
特開２００３−２２１３２号公報特開２００２−３５１５４５号公報 In addition, a magnetic derivative is previously laid on the road surface as a travel line (magnetic line), and the travel line (magnetic derivative) is detected by a magnetic sensor provided in the automatic guided vehicle, and a deviation amount (deviation) from the travel line. It is also proposed that the automatic guided vehicle automatically travels along the travel line by steering control based on the amount of deviation and the attitude of the vehicle body (the direction of the vehicle) detected using a gyroscope or the like. (See, for example, Patent Document 2).
JP 2003-22132 A JP 2002-351545 A

ところで前輪および後輪をそれぞれ操舵可能な無人搬送車は、前輪側の操舵角と後輪側の操舵角とを独立に制御することで多様な走行が可能である。しかしその反面、その操舵制御が複雑化することが否めない。例えば前輪と後輪とに逆向きの操舵角δ_f,δ_rを与えた場合、無人搬送車はこれらの操舵角δ_f,δ_rの和によって規定される旋回半径にて旋回する。また前輪と後輪とに同じ向きの操舵角δ_f,δ_rを与えた場合、無人搬送車はこれらの操舵角δ_f,δ_rの差によって規定される旋回半径にて旋回すると共に、横方向への変位も生じる。特に前輪と後輪とに同じ向きで同じ操舵角δ_f,δ_rを与えた場合、無人搬送車は旋回することなく、その姿勢を維持したまま斜めに走行する。 By the way, the automatic guided vehicle capable of steering the front wheels and the rear wheels can travel in various ways by independently controlling the steering angle on the front wheel side and the steering angle on the rear wheel side. However, it cannot be denied that the steering control is complicated. For example, when reverse steering angles δ _f and δ _r are given to the front wheels and the rear wheels, the automatic guided vehicle turns at a turning radius defined by the sum of these steering angles δ _f and δ _r . When the steering angles δ _f , δ _r in the same direction are given to the front wheels and the rear wheels, the automatic guided vehicle turns at a turning radius defined by the difference between these steering angles δ _f , δ _r , and laterally A displacement in the direction also occurs. In particular, when the same steering angles δ _f and δ _r are given to the front wheels and the rear wheels in the same direction, the automatic guided vehicle travels obliquely while maintaining its posture without turning.

従って無人搬送車を前述した走行ラインに沿って走行させるには、上述した車両本体の挙動を配慮して、例えば無人搬送車の上記走行ラインからのずれ量や該走行ラインに対する向き、更にはその走行速度に応じて、前輪および後輪をそれぞれ最適に操舵することが必要となる。具体的には、例えば車両本体の走行ラインに対するずれ量（横方向偏差）に応じて前輪の操舵角を決定した後、車両本体の姿勢（ヨー角偏差）に応じて上記前輪の操舵角を勘案しながら後輪の操舵角を決定すると言うような煩雑な制御が必要となる。 Therefore, in order for the automatic guided vehicle to travel along the above-described traveling line, considering the behavior of the vehicle body described above, for example, the amount of deviation of the automatic guided vehicle from the traveling line, the direction with respect to the traveling line, and further It is necessary to optimally steer the front and rear wheels according to the traveling speed. Specifically, for example, after determining the steering angle of the front wheels according to the deviation amount (lateral deviation) of the vehicle body with respect to the travel line, the steering angle of the front wheels is taken into account according to the attitude of the vehicle body (yaw angle deviation) However, complicated control such as determining the steering angle of the rear wheels is required.

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、複雑な制御を要することなく、予め路面に設定された走行ラインに沿って追従性良く走行することのできる無人搬送車を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is an automatic guided vehicle that can travel with good followability along a travel line set in advance on a road surface without requiring complicated control. Is to provide.

上述した目的を達成するべく本発明に係る無人搬送車は、車両本体に設けられた前輪および後輪をそれぞれ操舵しながら、予め路面に設定された走行ラインに沿って前記車両本体を指定された目標速度で走行駆動するものであって、
(ａ) 前記車両本体に搭載されて該車両本体の走行速度Ｖを検出するセンサ、並びに前記車両本体の前輪側および後輪側にそれぞれ搭載されて前記走行ラインに対する前記車両本体の前輪側の横方向のずれ量ｅ _ｆおよび前記車両本体の後輪側の横方向のずれ量ｅ _ｒをそれぞれ求めるセンサを備え、前記各横方向のずれ量ｅ _ｆ ,ｅ _ｒに基づいて前記走行ラインに対する前記車両本体の横ずれ量を示す横方向偏差ｙ _ｅおよび前記走行ラインの向きに対する前記車両本体の向きのずれ角を示すヨー角偏差φ _ｅをそれぞれ求める検出手段と、
(ｂ) この検出手段にて検出された前記横方向偏差ｙ _ｅおよび前記ヨー角偏差φ _ｅに基づく前記車両本体の走行速度Ｖの前記走行ライン上への射影演算によって前記車両本体の前記走行ライン上での移動速度Ｖ_Ｌを求める射影手段と、
(ｃ) 前記車両本体に対して指定された前記目標速度ｕ_ｄの積分値と前記車両本体の移動速度Ｖ_Ｌの積分値との差から前記走行ライン方向における前記車両本体の前後方向偏差ｘ_ｅを求める距離差検出手段と、
(ｄ) 前記車両本体の横方向偏差ｙ_ｅ、ヨー角偏差φ_ｅ、前後方向偏差ｘ_ｅ、および前記目標速度ｕ_ｄとに基づいて、予め設定された演算式に従って前記車両本体を前記走行ラインに沿って前記目標速度ｕ _ｄで走行させるに必要な進行速度指令値ｕ_ｒ、旋回速度指令値γ_ｒ、および横行速度指令値ν_ｒをそれぞれ求める指令値演算手段と、
(ｅ) 前記進行速度指令値ｕ _ｒに基づいて前記車両本体を速度制御するに際して、前記横行速度指令値ν _ｒが示す前記車両本体の横行速度を得るに必要な前記前輪および後輪間の同相の操舵角成分δ _ｐを求めると共に、前記旋回速度指令値γ _ｒが示す前記車両本体の旋回速度γを得るに必要な前記前輪および後輪間の逆相の操舵角成分δ _ｙを求め、これらの操舵角成分δ _ｐ ,δ _ｙに従って前記前輪および後輪の各操舵角δ _ｆ ,δ _ｒを
δ _ｒ＝０.５δ _ｐ＋δ _ｙ
δ _ｒ＝−０.５δ _ｐ＋δ _ｙ
として決定して前記前輪および後輪をそれぞれ操舵する操舵制御手段と
を具備したことを特徴としている。 In order to achieve the above-described object, the automatic guided vehicle according to the present invention is configured such that the vehicle main body is designated along a traveling line set in advance on a road surface while steering front wheels and rear wheels provided on the vehicle main body. been made to travel driven at the target speed,
(a) A sensor mounted on the vehicle main body for detecting a traveling speed V of the vehicle main body, and a sensor mounted on the front wheel side and the rear wheel side of the vehicle main body on the side of the front wheel side of the vehicle main body with respect to the travel line. a sensor for determining the respective lateral deviation amount e _r rear wheel side in the direction of the deviation amount e _f and the vehicle body, the vehicle relative to the traveling line each lateral deviation amount e _f, based on the e _r Detection means for respectively obtaining a lateral deviation y _e indicating the lateral deviation amount of the main body and a yaw angle deviation φ _e indicating a deviation angle of the direction of the vehicle main body with respect to the direction of the travel line ;
(b) the traveling line of the vehicle body by a projection operation to said detected lateral deviation y _e and the running line on the running speed V of the vehicle body based on the yaw angle difference phi _e by the detecting means Projection means for determining the moving speed V _L above,
(c) the longitudinal direction deviation x _e of the said vehicle body in the traveling line direction from the difference between the integral value of the moving velocity V _L of the integrated value of the designated the target speed u _d and the vehicle body relative to the vehicle body Distance difference detecting means for obtaining
(d) lateral deviation y _e of the vehicle _body, yaw angle difference phi _e, on the basis of the longitudinal direction deviation x _e, and said target speed u _d, the vehicle body to the traveling line according to the preset calculation formula a command value calculating means for calculating each traveling speed command value u _r, the rotation speed command value gamma _r, and the traverse speed command value [nu _r required to travel at the target speed u _d along,
(e) when the traveling speed command value said to speed control of the vehicle body on the basis of u _r, phase between the front and rear wheels necessary to obtain the transverse velocity of the vehicle body indicated by the traverse speed instruction value [nu _r Steering angle component δ _p of the vehicle body, and a steering angle component δ _y of the reverse phase between the front and rear wheels necessary for obtaining the turning speed γ of the vehicle body indicated by the turning speed command value γ _r , The steering angles δ _f and δ _r of the front and rear wheels are determined according to the steering angle components δ _p and δ _y of
δ _r = 0.5 δ _p + δ _y
δ _r = −0.5 δ _p + δ _y
And steering control means for steering the front wheels and the rear wheels, respectively .

好ましくは前記走行ラインが路面に敷設された磁気ラインである場合には、前記車両本体の横方向偏差ｙ_ｅおよびヨー角偏差φ_ｅは、前記車両本体に設けられた前後一対のライン型磁気センサにてそれぞれ検出される前記車両本体の前輪側および後輪側における前記磁気ラインからの幅方向のずれ量ｅ_ｆ,ｅ_ｒからそれぞれ求めるように構成される（請求項２）。また前記射影手段は、前記車両本体の走行速度Ｖと前記ヨー角偏差φ _ｅとに基づい前記走行ライン上での前記車両本体の走行速度Ｖ _Ｌを
Ｖ _Ｌ＝Ｖ・cosφ _ｅ
として、または前記車両本体の旋回速度γが求められている場合には、前記車両本体の走行速度Ｖと横方向偏差ｙ _ｅとから
Ｖ _Ｌ＝Ｖ−ｙ _ｅ・γ
として、前記車両本体の前記走行ライン上での移動速度Ｖ _Ｌを求めるように構成される（請求項３）。 Preferably, when the travel line is a magnetic line laid on the road surface, a lateral deviation y _e and a yaw angle deviation φ _e of the vehicle body are a pair of front and rear line type magnetic sensors provided on the vehicle body. the width direction of the deviation amount e _f from the magnetic lines in the front wheel side and rear wheel side of the vehicle body, configured to determine from each e _r detected respectively by (claim 2). Also, the projection means, the running speed V _L of the vehicle body on the running line on the basis of the running speed V and the yaw angle difference phi _e of the vehicle body
V _L = V · cosφ _e
As or when said vehicle turning speed of the body γ is demanded, and a running speed V and the lateral deviation y _e of the vehicle body
V _L = V−y _e · γ
As described above, the moving speed V _L of the vehicle main body on the travel line is obtained .

更に前記操舵制御手段は、前記横方向偏差ｙ _ｅの変化から前記走行ラインに向かう前記車両本体の横行速度νを推定する横行速度推定手段と、前記前輪および後輪の操舵角から求められる前記車両本体の旋回半径Ｒ_０と前記車両本体の走行速度Ｖとから該車両本体の旋回速度γを推定する旋回速度推定手段とを備え、前記横行速度推定手段にて推定した横行速度νと前記横行速度指令値ν_ｒとの差を［０］とする第１の操舵角δ_ｙを求めると共に、前記旋回速度推定手段にて推定した旋回速度γと前記旋回速度指令値γ_ｒとの差を［０］とする第２の操舵角δ_ｐを求め、これらの第１および第２の操舵角δ_ｙ,δ_ｐから前記前輪および後輪の各操舵角δ_ｆ,δ_ｒを決定するように構成される（請求項４）。 Further, the steering control means includes a traversing speed estimating means for estimating a traverse speed ν of the vehicle body toward the traveling line from a change in the lateral deviation y _e, the vehicle determined from the steering angle of the front wheels and rear wheels and a turning speed estimating means for estimating a turning radius R ₀ and the turning speed of said vehicle body and a running speed V of the vehicle body γ of the main body, the transverse velocity traverse speed ν and estimated by said traverse speed estimating unit The first steering angle δ _y with the difference from the command value ν _r as [0] is obtained, and the difference between the turning speed γ estimated by the turning speed estimation means and the turning speed command value γ _r is determined as [0]. determine a second steering angle [delta] _p to, these first and second steering angle [delta] _y, the steering angle of the front wheels and rear wheels from [delta] _p [delta] _f, is configured to determine [delta] _r (Claim 4).

また好ましくは上記第１および第２の操舵角δ_y,δ_pをそれぞれ求める演算手段は、前記車両本体の走行速度Ｖに応じて前記第１および第２の操舵角δ_y,δ_pに対する制御ゲインを変更するものであって、特に前記車両本体の走行速度Ｖが予め設定された定速走行速度Ｖ₀以下の場合には、一定の制御ゲインの下で前記第１および第２の操舵角δ_y,δ_pをそれぞれ求め、また前記車両本体の走行速度Ｖが前記定速走行速度Ｖ₀を越える場合には、前記走行速度Ｖが大きくなるに従って小さく設定される制御ゲインの下で前記第１および第２の操舵角δ_y,δ_pをそれぞれ求めるように構成される（請求項５）。 Preferably, the calculation means for obtaining the first and second steering angles δ _y and δ _p respectively controls the first and second steering angles δ _y and δ _p according to the traveling speed V of the vehicle body. The gain is changed, and particularly when the traveling speed V of the vehicle body is equal to or less than a preset constant traveling speed V ₀ , the first and second steering angles are set under a certain control gain. δ _y and δ _p are obtained, respectively, and when the traveling speed V of the vehicle body exceeds the constant traveling speed V ₀ , the control unit is set under a control gain that is set to be smaller as the traveling speed V increases. The first and second steering angles δ _y and δ _p are obtained respectively (Claim 5).

即ち、本発明に係る無人搬送車は、図１にその処理概念を示すように
車両本体の前記走行ラインに対する横方向偏差ｙ_eおよびヨー角偏差φ_eと、前記車両本体の走行速度Ｖとをそれぞれ検出し（検出手段ａ）、前記横方向偏差ｙ_eとヨー角偏差φ_eとに基づいて前記車両本体の走行速度Ｖを前記走行ライン上に射影して該車両本体の前記走行ライン上での移動速度を求めると共に（射影手段ｂ）、この移動速度の積分値と目標速度ｕ_dの積分値との差から前記車両本体の前記走行ライン方向における前後方向偏差ｘ_eを求める（距離差検出手段ｃ）。 That is, the automatic guided vehicle according to the present invention has a lateral deviation y _e and a yaw angle deviation φ _e with respect to the travel line of the vehicle body, and a travel speed V of the vehicle body, as shown in FIG. Each of them is detected (detection means a), and the traveling speed V of the vehicle body is projected onto the traveling line based on the lateral deviation y _e and the yaw angle deviation φ _e, and the traveling speed V of the vehicle body is projected on the traveling line. with obtaining the moving speed of the (projection means b), determining the longitudinal direction deviation x _e from the difference between the integrated value of the integrated value and the target speed u _d of the moving speed in the traveling line direction of the vehicle body (distance difference detection Means c).

そして上述した如く求められた前記横方向偏差ｙ_e、ヨー角偏差φ_e，および前後方向偏差ｘ_eと、前記車両本体に対する目標走行速度ｕ_dとから、前記走行ラインに対する追従走行に必要な前記車両本体の走行制御指令値、具体的には進行速度指令値ｕ_r、旋回速度指令値γ_r、および横行速度指令値ν_rを、例えば
ｕ_r＝ｕ_d・cosφ_e＋Ｋ_x・ｘ_e
ν_r＝Ｋ_y・ｕ_d・ｙ_e
γ_r＝Ｋ_p・ｕ_d・sinφ_e
但し、Ｋ_x,Ｋ_y,Ｋ_pはそれぞれ正の制御ゲイン
として一義的に求める（指令値演算手段ｄ）。 The lateral deviation y _e , the yaw angle deviation φ _e , the longitudinal deviation x _e obtained as described above, and the target travel speed u _d for the vehicle body are used for the follow-up travel for the travel line. traveling control command value of the vehicle body, traveling in particular the speed command value u _r, turning speed value gamma _r, and the traverse speed command value [nu _r, for example, _{_{_{u r = u d · cosφ e}}} + K x · x e
ν _r = K _y · u _d · y _e
γ _r = K _p · u _d · sinφ _e
However, K _x , K _y , and K _p are uniquely obtained as positive control gains (command value calculation means d).

その上で前記横方向偏差ｙ_eから前記走行ラインに対する前記車両本体の横行速度を推定し（横行速度推定手段ｅ）、この推定した横行速度と前記車両本体の旋回速度γとから前記前輪および後輪の各操舵角δ_f,δ_rを決定する（操舵制御手段ｆ）ことを特徴としている。
尚、上記車両本体の旋回速度γについては、例えば前輪および後輪の操舵角から求められる前記車両本体の旋回半径Ｒ₀と前記車両本体の走行速度Ｖとから推定（旋回速度推定手段ｇ）するようにすれば良い。そして横行速度と旋回速度γとから操舵角δ_f,δ_rを決定するに際しては、例えば横行速度と前記横行速度指令値ν_rとの差を［０］とする第１の操舵角δ_yを求める（第１の演算手段ｈ）と共に、旋回速度γと前記旋回速度指令値γ_rとの差を［０］とする第２の操舵角δ_pを求め（第２の演算手段ｉ）、これらの第１および第２の操舵角δ_y,δφから前記前輪および後輪の各操舵角δ_f,δ_rを、
δ_f＝０.５δ_p＋δ_y , δ_r＝−０.５δ_p＋δ_y
としてそれぞれ求めるようにすれば良い。そしてこれらの各操舵角δ_f,δ_rに従って前記前輪および後輪をそれぞれ操舵すると共に、前記進行速度指令値ｕ_rに従って前記車両本体の走行速度Ｖを制御するようにすれば良い。 Then, the transverse speed of the vehicle body with respect to the travel line is estimated from the lateral deviation y _{e (} cruising speed estimation means e), and the front wheel and the rear wheel are determined from the estimated transverse speed and the turning speed γ of the vehicle body. It is characterized in that the steering angles δ _f and δ _r of the wheels are determined (steering control means f).
Note that the turning speed γ of the vehicle body is estimated from the turning radius R _{0 of the} vehicle body obtained from the steering angles of the front wheels and the rear wheels and the traveling speed V of the vehicle body (turning speed estimation means g). You can do that. When the steering angles δ _f and δ _r are determined from the traverse speed and the turning speed γ, for example, the first steering angle δ _y with the difference between the traverse speed and the traverse speed command value ν _r as [0] is set to [0]. determined with (first arithmetic means h), the difference between the turning speed gamma and the rotation speed command value gamma _r seek second steering angle [delta] _p to [0] (second arithmetic means i), these From the first and second steering angles δ _y and δφ, the steering angles δ _f and δ _r of the front and rear wheels are
δ _f = 0.5 δ _p + δ _y , δ _r = −0.5 δ _p + δ _y
As long as they are required. And each of these steering angle [delta] _f, as well as steer the front wheels and rear wheels respectively according to [delta] _r, in accordance with the traveling speed command value u _r may be to control the running speed V of the vehicle body.

上述した構成の無人搬送車によれば、車両本体の走行ラインに対する横方向偏差ｙ_e、ヨー角偏差φ_e，および前後方向偏差ｘ_eを求めることで、前記車両本体に対する目標走行速度ｕ_dに従って前記車両本体の走行制御に必要な進行速度指令値ｕ_r、旋回速度指令値γ_r、および前記走行ラインに対する横行速度指令値ν_rをそれぞれ一括して計算することができる。その上で車両本体の挙動から推定される横方向速度および旋回速度に従い、上記横行速度指令値ν_rおよび旋回速度指令値γ_rとの偏差をそれぞれ［０］とする横変位制御系および旋回制御系を構築し、これらの各制御系を満足させ得る前輪および後輪の各操舵角δ_f,δ_rを一意に決定するだけで、走行ラインに沿った車両本体の安定した追従走行制御が可能となる。 According to the automatic guided vehicle having the above-described configuration, the lateral deviation y _e , the yaw angle deviation φ _e , and the longitudinal deviation x _e with respect to the travel line of the vehicle main body are obtained, according to the target travel speed u _d with respect to the vehicle main body. The traveling speed command value u _r , the turning speed command value γ _r , and the transverse speed command value ν _r for the traveling line that are necessary for the traveling control of the vehicle body can be calculated together. In addition, according to the lateral speed and the turning speed estimated from the behavior of the vehicle body, a lateral displacement control system and a turning control in which the deviations from the transverse speed command value ν _r and the turning speed command value γ _r are set to [0], respectively. By simply determining the steering angles δ _f and δ _r of the front and rear wheels that can satisfy these control systems, a stable follow-up control of the vehicle body along the travel line is possible. It becomes.

従って従来のように車両本体の走行ラインに対する位置関係やその挙動等に応じて場合分けしながら前輪および後輪の操舵角やその操舵の向きを決定する必要がないので、その制御系の大幅な簡素化を図ることができる。特に、例えば車両本体の走行ラインに対するずれ量（横方向偏差）に応じて前輪の操舵角を決定した後、車両本体の姿勢（ヨー角偏差）に応じて上記前輪の操舵角を勘案しながら後輪の操舵角を決定すると言うような煩わしさがない等の実用上多大なる効果が奏せられる。 Therefore, there is no need to determine the steering angle and the steering direction of the front wheels and the rear wheels while dividing the case according to the positional relationship with the travel line of the vehicle body and the behavior thereof as in the prior art. Simplification can be achieved. In particular, after determining the steering angle of the front wheels according to, for example, the amount of deviation (lateral deviation) of the vehicle body from the travel line, the rear wheel while taking into account the steering angle of the front wheels according to the attitude of the vehicle body (yaw angle deviation) There are practically significant effects such as no inconvenience of determining the steering angle of the wheel.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る無人搬送車について、左右一対の前輪Ｗ_FL,Ｗ_FRおよび左右一対の後輪Ｗ_RL,Ｗ_RRをそれぞれ操舵可能に備えた４輪操舵型の車両を例に説明する。
尚、重量物搬送用の車両には、前輪および／または後輪をその前後方向にタンデム配列した、いわゆる多軸輪型のものもある。しかしタンデム配列された車輪については、等価的に１つの車輪（１軸）として捉えることができるので、ここでは多軸輪型の車両を含めて４輪操舵型の車両として説明する。また左右一対の前輪Ｗ_FL,Ｗ_FRおよび／または左右一対の後輪Ｗ_RL,Ｗ_RRをその車軸に複数の車輪を同軸に重ねて装着した、いわゆるダブルタイヤ等として実現する場合もある。これらの多重に装着された複数の車輪についても等価的に１つの車輪として看做すことができるので、ここでは多重に装着された車輪を含めて前輪および後輪として説明する。 Hereinafter, a four-wheel steering equipped with a pair of left and right front wheels W _FL , W _FR and a pair of left and right rear wheels W _RL , W _{RR so as} to be steerable for an automatic guided vehicle according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings. A type vehicle will be described as an example.
In addition, there is a so-called multi-shaft wheel type vehicle in which front wheels and / or rear wheels are arranged in tandem in the front-rear direction of heavy vehicles for conveying heavy objects. However, since the wheels arranged in tandem can be equivalently regarded as one wheel (one axis), it will be described here as a four-wheel steering type vehicle including a multi-axis wheel type vehicle. The pair of left and right front wheels W _FL and W _FR and / or the pair of left and right rear wheels W _RL and W _RR may be realized as a so-called double tire in which a plurality of wheels are coaxially mounted on the axle. These multiple mounted wheels can also be regarded as one wheel equivalently, and therefore, here, the multiple wheels mounted will be described as front wheels and rear wheels.

さてこの無人搬送車は、図２にその概略構成を示すように車両本体１の前後に左右一対の前輪Ｗ_FL,Ｗ_FRおよび左右一対の後輪Ｗ_RL,Ｗ_RRを備えたもので、例えばバッテリにより駆動されるモータ（電動機）を動力源として走行駆動され、工場等の敷地内において予め設定された走行ラインＬに沿って自動走行するように構成される。特に上記各車輪Ｗ_FL,Ｗ_FR,Ｗ_RL,Ｗ_RRは、基本的には速度制御部２の制御の下で回転速度制御されて走行駆動されると共に、操舵制御部３の制御の下でその操舵角がそれぞれ制御されるようになっている。 As shown in FIG. 2, the automatic guided vehicle includes a pair of left and right front wheels W _FL and W _FR and a pair of left and right rear wheels W _RL and W _RR before and after the vehicle body 1. The motor is driven by using a motor (electric motor) driven by a battery as a power source, and is configured to automatically travel along a preset travel line L in a site such as a factory. In particular, the wheels W _FL , W _FR , W _RL , and W _RR are basically driven to run under the control of the rotational speed under the control of the speed control unit 2, and under the control of the steering control unit 3. Each steering angle is controlled.

ちなみに上記走行ラインＬは、予め路面に描いた白線や、路面に敷設した複数の磁性素子の並びがなす磁気ラインとして実現される。そして上記無人搬送車は、車両本体１の前輪側および後輪側にそれぞれ設けた前後一対のセンサ４_f,４_rを用いて後述するように前記走行ラインＬに対する車両本体１の幅方向へのずれ量ｅをそれぞれ検出し、これらの検出結果に基づいて自車両（車両本体）が上記走行ラインＬ上に位置付けられるように、その走行速度と操舵角とを制御するものとなっている。 Incidentally, the travel line L is realized as a white line drawn in advance on the road surface or a magnetic line formed by a plurality of magnetic elements laid on the road surface. The automatic guided vehicle uses a pair of front and rear sensors 4 _f and 4 _r provided on the front wheel side and the rear wheel side of the vehicle main body 1 in the width direction of the vehicle main body 1 with respect to the travel line L as will be described later. The shift amount e is detected, and the traveling speed and the steering angle are controlled so that the own vehicle (vehicle main body) is positioned on the traveling line L based on the detection results.

具体的には上記各センサ４_f,４_rは、前記走行ラインＬが磁気ラインとして形成される場合、例えば図３に示すように上記磁気ラインＬからの磁力を検出する複数の磁気センシング素子を前記車両本体１の幅方向に所定のピッチｐで直線状に配列したライン型の磁気センサアレイとして実現される。これらの各センサ４_f,４_rは前記車両本体１の前輪側および後輪側において、センサアレイ中のどの位置の磁気センシング素子にて前記走行ラインＬからの磁力を検出し得るかを判定することで、車両本体１の上記走行ラインＬからの横方向のずれ量ｅを検出する役割を担う。そしてこれらの各ラインセンサ４_f,４_rにてそれぞれ検出された車両本体１の前輪側および後輪側における前記走行ラインＬからの横ずれ量ｅ_f,ｅ_rは、マイクロコンピュータ等を主体とする走行制御部５に入力され、前述した各車輪Ｗ_FL,Ｗ_FR,Ｗ_RL,Ｗ_RRの回転速度制御および操舵角制御に用いられるようになっている。
＜制御系の全体構成＞
図４は走行制御部５によって構築される無人走行車の全体的な制御系の構成を示している。 Specifically, each of the sensors 4 _f and 4 _r includes a plurality of magnetic sensing elements that detect the magnetic force from the magnetic line L as shown in FIG. 3, for example, when the travel line L is formed as a magnetic line. This is realized as a line type magnetic sensor array arranged linearly at a predetermined pitch p in the width direction of the vehicle body 1. Each of these sensors 4 _f and 4 _r determines on which position of the sensor array in the sensor array the magnetic force from the travel line L can be detected on the front wheel side and the rear wheel side of the vehicle body 1. Thus, the vehicle body 1 plays a role of detecting a lateral shift amount e from the travel line L. The lateral shift amount e _f, e _r from the running line L in the front-wheel side and rear wheel side of the vehicle body 1 respectively detected by each of these line sensors 4 _f, 4 _r is mainly composed of a microcomputer or the like It is input to the traveling control unit 5 and used for the rotational speed control and steering angle control of the wheels W _FL , W _FR , W _RL , W _RR described above.
<Overall configuration of control system>
FIG. 4 shows an overall control system configuration of the unmanned traveling vehicle constructed by the traveling control unit 5.

この走行制御部（制御系）５は上記各ラインセンサ４_f,４_rにてそれぞれ検出された車両本体１の前輪側および後輪側における前記走行ラインＬからのずれ量ｅ_f,ｅ_rに従って該車両本体１の前記走行ラインＬに対する横方向偏差（横ずれ量）ｙ_e、およびヨー角偏差（向きのずれ角）φ_eをそれぞれ求めるセンサ処理部１０を備える。またこの走行制御部（制御系）５は、前記車両本体１から検出される走行速度（実速度）Ｖと該車両本体１に対する目標速度ｕ_dとから前記走行ラインＬ上における車両本体１の移動速度Ｖ_Lを求め、更にこの移動速度から車両本体１の前記走行ラインＬに沿った移動距離を監視するデッドレコニング処理部２０を備える。このセンサ処理部１０およびデッドレコニング処理部２０は、図１を参照して説明した本発明における検出手段ａ、射影手段ｂ、および距離差検出手段ｃを実現するものである。 The travel control unit (control system) 5 shift amount e _f from the running line L in the front-wheel side and rear wheel side of the vehicle body 1 respectively detected by each of the line sensors 4 _f, 4 _r, according to e _r A sensor processing unit 10 is provided for determining a lateral deviation (lateral deviation amount) y _e and a yaw angle deviation (direction deviation angle) φ _e of the vehicle body 1 with respect to the travel line L. Also the travel control unit (control system) 5, moves from said vehicle running speed (actual speed) detected from the body 1 V and the target speed u _d for said vehicle body 1 of the vehicle body 1 in the traveling on the line L obtain a speed V _L, it comprises a dead-reckoning processor 20 for monitoring the further movement distance along from the moving speed to the travel line L of the vehicle body 1. The sensor processing unit 10 and the dead reckoning processing unit 20 implement the detection means a, projection means b, and distance difference detection means c in the present invention described with reference to FIG.

またこの制御系（走行制御部５）は、上述した如く求めた横方向偏差ｙ_e、向き偏差（ヨー角偏差）φ_e、および目標速度ｕ_dに従い、走行ラインＬに追従した走行制御に必要な進行速度指令ｕ_rと旋回速度指令γ_rとを求める軌道追従速度指令生成器３０を備える。この軌道追従速度指令生成器３０は、前述した指令値演算手段ｄに相当する。特にこの軌道追従速度指令生成器３０においては、旋回速度指令γ_rを横行成分νと旋回成分γとに分けて捉えることで、その制御指令値を
ｕ_r＝ｕ_d・cosφ_e＋Ｋ_x・ｘ_e
ν_r＝Ｋ_y・ｕ_d・ｙ_e
γ_r＝Ｋ_p・ｕ_d・sinφ_e
としてそれぞれ一括して求めるように構成される。 The control system (cruise control unit 5) is the lateral difference y _e determined as described above, the orientation deviation (the yaw angle deviation) phi _e, and in accordance with the target speed u _d, required for the driving control following the running line L comprising a trajectory tracking speed command generator 30 for determining the a Do traveling speed command u _r a turning velocity command gamma _r. The trajectory tracking speed command generator 30 corresponds to the command value calculation means d described above. In particular, in the trajectory following speed command generator 30, the turning speed command γ _r is divided into a transverse component ν and a turning component γ, so that the control command value is _{expressed as} ur = u _d · cos φ _e + K _x · x _e
ν _r = K _y · u _d · y _e
γ _r = K _p · u _d · sinφ _e
It is comprised so that each may be calculated | required collectively.

更にこの制御系（走行制御部５）は、上述した軌道追従速度指令生成器３０が生成した制御指令値ｕ_r,ν_r,γ_rに従い、特に上記制御指令値ν_r,γ_rを同時に満足する操舵指令値δ_y,δ_pをそれぞれ求め、更にこれらの操舵指令δ_y,δ_pを同時に満足する前輪および後輪に対する操舵角δ_f,δ_rをそれぞれ決定する速度制御器４０を備える。そしてこの速度制御器４０は、前述した速度制御指令値ｕ_rを車両本体１の走行速度Ｖを制御するモータ指令として前述した速度制御部２に出力すると共に、上述した如く求めた操舵角δ_f,δ_rを前述した操舵制御部３に出力するものとなっている。 In addition the control system (cruise control unit 5), the control command value u _r of the trajectory tracking speed command generator 30 described above is generated, [nu _r, gamma _r in accordance, in particular satisfy the control command value [nu _r, the gamma _r simultaneously steering command value [delta] _y to obtain the [delta] _p, respectively, provided with a speed controller 40 further determines these steering command [delta] _y, the steering angle [delta] _f for the front and rear wheels satisfy the [delta] _p at the same time, [delta] _r, respectively. And this speed controller 40 outputs the speed control command value u _r mentioned above the speed control unit 2 described above as a motor command to control the running speed V of the vehicle body 1, the steering angle [delta] _f determined as described above , δ _r are output to the steering control unit 3 described above.

車両本体１に組み込まれてモータの回転速度を制御するインバータ装置等からなる速度制御部２は、上記速度制御指令値ｕ_ｒに従って車両本体１の走行速度Ｖを制御する。また車両本体１に組み込まれて各車輪の操舵角を決定するシリンダを駆動する操舵制御部３は、上記操舵角δ_ｆ,δ_ｒに従って前輪および後輪をそれぞれ操舵する。これらの速度制御部２および操舵制御部３が協働することで車両本体１の走行ラインＬに沿った自動追従走行が実現されることになる。 Incorporated into the vehicle body 1 speed controller 2 consisting of an inverter device for controlling the rotational speed of the motor, it controls the travel speed V of the vehicle body 1 in accordance with the speed control command value u _r. The steering control unit 3 that drives a cylinder that is incorporated in the vehicle body 1 and determines the steering angle of each wheel steers the front wheels and the rear wheels according to the steering angles δ _f and δ _r . The speed control unit 2 and the steering control unit 3 cooperate to realize automatic follow-up travel along the travel line L of the vehicle body 1.

次に上述した制御系における上述したセンサ処理部１０での車両姿勢（横方向偏差ｙ_e,ヨー角偏差φ_e）の推定処理、デッドレコニング処理部２０での移動距離（移動速度Ｖ_L）の推定処理、軌道追従速度指令生成器３０での速度制御指令値ｕ_r,ν_r,γ_rの生成処理、および速度制御器４０での操舵角δ_f,δ_rの決定処理について、それぞれ具体的に説明する。
＜車両姿勢の推定処理＞
車両本体１に設けられた前後一対のセンサ４_f,４_rは、前述したように車両本体１の幅方向に複数の磁気センシング素子を所定のピッチｐで直線状に配列したものからなる。そしてこれらの磁気センシング素子の内、図３に示すように走行ライン（磁気ライン）Ｌに対向する部位に位置付けられた磁気センシング素子だけが該走行ラインＬからの磁力を受けてその出力を変化させる。従ってセンサ４_f,４_rを構成する複数の磁気センシング素子の各出力を所定の閾値で弁別すれば、走行ライン（磁気ライン）Ｌ上に位置付けられた磁気センシング素子だけが走行ライン検出信号を出力することになる。 Next, the estimation process of the vehicle posture (lateral deviation y _e , yaw angle deviation φ _e ) in the sensor processing unit 10 in the control system described above, and the movement distance (movement speed V _L ) in the dead reckoning processing unit 20 are described. The estimation processing, the generation processing of the speed control command values u _r , ν _r , γ _{r in} the trajectory following speed command generator 30 and the determination processing of the steering angles δ _f , δ _{r in} the speed controller 40 are specifically described. Explained.
<Vehicle attitude estimation processing>
The pair of front and rear sensors 4 _f and 4 _r provided on the vehicle body 1 is composed of a plurality of magnetic sensing elements arranged linearly at a predetermined pitch p in the width direction of the vehicle body 1 as described above. Of these magnetic sensing elements, only the magnetic sensing element positioned at a portion facing the traveling line (magnetic line) L as shown in FIG. 3 receives the magnetic force from the traveling line L and changes its output. . Therefore, if each output of the plurality of magnetic sensing elements constituting the sensors 4 _f and 4 _r is discriminated by a predetermined threshold, only the magnetic sensing element positioned on the traveling line (magnetic line) L outputs the traveling line detection signal. Will do.

従ってピッチｐで配列されたＮ個の磁気センシング素子のうち、図３に示すように左からｉ_L番目の磁気センシング素子からｉ_R番目の磁気センシング素子にて走行ラインＬを検出した場合、走行ラインＬの中心線の位置ｅを
ｅ＝｛（ｉ_L＋ｉ_R）−（Ｎ＋１）｝・ｐ／２
として算出することが可能となる。つまり磁気センシング素子の配列ピッチｐの半分の分解能で前記走行ラインＬの中心線の位置ｅを検出することができる。また前記センサ４_f,４_rが車両本体１の中心軸を中心として左右対称に設けられているものとすれば、上述した如く検出される走行ラインＬの中心線の位置ｅは、取りも直さず車両本体１の前記走行ラインＬからの横方向へのずれ量を示すことになる。この結果、前後一対のセンサ４_f,４_rにて車両本体１の前輪側および後輪側における前記走行ラインＬからの横方向へのずれ量ｅ_f,ｅ_rがそれぞれ求められることになる。 Accordingly, when the traveling line L is detected from the i _L th magnetic sensing element from the left to the i _R th magnetic sensing element among the N magnetic sensing elements arranged at the pitch p, as shown in FIG. The position e of the center line of the line L is expressed as e = {(i _L + i _R ) − (N + 1)} · p / 2
Can be calculated as That is, the position e of the center line of the travel line L can be detected with a resolution that is half the arrangement pitch p of the magnetic sensing elements. If the sensors 4 _f and 4 _r are provided symmetrically about the central axis of the vehicle body 1, the position e of the center line of the travel line L detected as described above is straightforward. The amount of deviation of the vehicle body 1 from the travel line L in the lateral direction is indicated. As a result, the deviation amount e _f in the lateral direction from the running line L in the front-wheel side and rear wheel side of the vehicle body 1 at the front and rear pair of sensors 4 _f, 4 _{_r,} e _r is obtained, respectively.

ここで車両本体１の中心（重心）Ｏが前輪Ｗ_FL,Ｗ_FRおよび後輪Ｗ_RL,Ｗ_RRとの中心位置として定められるものとする。また前記一対の磁気センサ４_f,４_rは、上記車両本体１の中心Ｏから該車両本体１の前後方向にそれぞれ距離（Ｌ_S／２）を隔てて、つまり前後一対のセンサ４_f,４_rが距離Ｌ_Sを隔てて上記中心Ｏに対して車両本体１の前後方向に対称に設けられているものとする。すると車両本体１の前輪側および後輪側において前記各センサ４_f,４_rにてそれぞれ求められた走行ラインＬからの横方向へのずれ量ｅ_f,ｅ_rから、図５に示すように車両本体１の走行ラインＬからの横ずれ量ｙ_eを
ｙ_e＝（ｅ_f＋ｅ_r）／２
として幾何学的に求めることが可能となる。 Here, it is assumed that the center (center of gravity) O of the vehicle body 1 is determined as the center position of the front wheels W _FL and W _FR and the rear wheels W _RL and W _RR . The pair of magnetic sensors 4 _f, 4 _r is the vehicle respectively distances in the longitudinal direction of said vehicle body 1 from the center O of the main body 1 (L _S / 2) at a, that is a pair of front and rear sensors 4 _f, 4 It is assumed that _r is provided symmetrically in the front-rear direction of the vehicle body 1 with respect to the center O with a distance L _S. Then shift amounts e _f of the in front-wheel side and rear-wheel side of the vehicle body 1 in the lateral direction from the running line L obtained respectively by each sensor 4 _f, 4 _r, from e _r, as shown in FIG. 5 The amount of lateral displacement y _e from the travel line L of the vehicle body 1 is represented by y _e = (e _f + _er ) / 2
Can be obtained geometrically.

また車両本体１の走行ラインＬに対する傾き角度（ヨー角偏差）φ_eは、図５に示すように走行ラインＬに対してセンサ４_f,４_r間の離間方向（車両本体１の前後方向）によって規定される辺と、上記センサ４_f,４_rによりそれぞれ検出される横ずれ方向（車両本体１の幅方向）に規定される辺とにより形成される直角三角形の正接と看做し得るので、
φ_e＝tan^-1｛（ｅ_f−ｅ_r）／Ｌ_S｝
として求めることができる。 In addition, the inclination angle (yaw angle deviation) φ _e of the vehicle body 1 with respect to the travel line L is a separation direction between the sensors 4 _f and 4 _{r with} respect to the travel line L as shown in FIG. Can be regarded as a tangent of a right triangle formed by the side defined by the above and the side defined by the lateral displacement direction (the width direction of the vehicle body 1) detected by the sensors 4 _f and 4 _r , respectively.
_{^{φ e = tan -1 {(e}} f -e r) / L S}
Can be obtained as

従って前後一対のセンサ４_f,４_rにて前輪側および後輪側における幅方向のずれ量ｅ_f,ｅ_rをそれぞれ検出したならば、これらのずれ量ｅ_f,ｅ_rに従って前記車両本体１の走行ラインＬに対する姿勢（ずれ量とその向き）を、横方向偏差ｙ_eおよびヨー角偏差φ_eとしてそれぞれ検出することができる。故に従来のようにジャイロ等の姿勢角センサを用いて車両本体１の地表座標系に対する絶対的な向きを求めることなく、単に走行ラインＬに対する車両本体１の相対的な向きを車両座標系におけるヨー角偏差φ_eとして簡易に求めることができる。特に前後一対のセンサ４_f,４_rを用いて前輪側および後輪側における幅方向のずれ量ｅ_f,ｅ_rをそれぞれ検出するだけで良いので、そのセンシング系の大幅な簡素化と低コスト化を図ることができ、無人搬送車に組み込む上での実用上利点が多大である。
＜移動距離の推定＞
ところで上述した如く求めた横方向偏差ｙ_eとヨー角偏差φ_eとに従って操舵制御しながら車両本体１を走行させた場合、その制御系の構成によっては操舵の追従遅れ等に起因して、例えば図６にその概念を示すように走行ラインＬに対して車両本体１の走行軌跡が破線ａとして示すように蛇行したり、或いは走行ラインＬの曲がりに対してアンダーステア（二点鎖線ｂ）やオーバーステア（一点鎖線ｃ）を生じて、その走行軌跡が走行ラインＬからずれることがある。このような走行ラインＬに対する蛇行やずれを生じながら車両本体１が走行した場合、例えば車輪径とその回転数とにより求められる車両本体１の走行距離と、走行ラインＬに沿った車両本体１の実質的な移動距離との間にずれが生じることが否めない。この為、車両本体１の走行距離に応じて該車両本体の停止位置を制御すると、目標停止位置に至る前に車両本体１が停止すると言う不具合が生じる。 Thus the pair of front and rear sensors 4 _f, 4 at _r in the width direction of the front-wheel side and rear-wheel-side displacement amount e _f, if detects a e _r respectively, the vehicle body 1 these deviation amount e _f, according to e _r Can be detected as a lateral deviation y _e and a yaw angle deviation φ _e , respectively. Therefore, the relative orientation of the vehicle body 1 with respect to the travel line L is simply determined by the yaw in the vehicle coordinate system without obtaining the absolute orientation of the vehicle body 1 with respect to the ground coordinate system using an attitude angle sensor such as a gyro as in the prior art. The angle deviation φ _e can be easily obtained. In particular a pair of front and rear sensors 4 _f, 4 with _r in the width direction of the front-wheel side and rear-wheel-side displacement amount e _f, since the e _r need only detect, respectively, greatly simplifies the cost of the sensing system Therefore, there is a great practical advantage in incorporating it into an automatic guided vehicle.
<Estimation of travel distance>
By the way, when the vehicle body 1 is caused to travel while performing steering control according to the lateral deviation y _e and the yaw angle deviation φ _e obtained as described above, depending on the configuration of the control system, As shown in FIG. 6, the vehicle trajectory of the vehicle body 1 meanders with respect to the travel line L as shown by the broken line a, or understeer (two-dot chain line b) or over the curve of the travel line L. A steer (an alternate long and short dash line c) is generated, and the travel locus may deviate from the travel line L. When the vehicle main body 1 travels while causing such meandering or deviation with respect to the travel line L, for example, the travel distance of the vehicle main body 1 determined by the wheel diameter and the number of rotations thereof, and the vehicle main body 1 along the travel line L It cannot be denied that there is a deviation from the substantial moving distance. For this reason, if the stop position of the vehicle main body is controlled according to the travel distance of the vehicle main body 1, there arises a problem that the vehicle main body 1 stops before reaching the target stop position.

そこで前記デッドレコニング処理部２０においては、横方向偏差ｙ_eとヨー角偏差φ_eとに従って車両本体１の走行速度Ｖを前記走行ラインＬ上に射影することで、該走行ラインＬ上での車両本体１の移動速度Ｖ_Lを推定している。そしてこの移動速度Ｖ_Lを積分することで前記走行ラインＬ上での移動距離を求め、これによって上述した目標停止位置までの正確な追従走行を実現している。 Therefore, the dead reckoning processing unit 20 projects the traveling speed V of the vehicle main body 1 on the traveling line L according to the lateral deviation y _e and the yaw angle deviation φ _e , whereby the vehicle on the traveling line L is projected. The moving speed V _L of the main body 1 is estimated. Then, by integrating the moving speed V _L , the moving distance on the travel line L is obtained, thereby realizing the accurate follow-up traveling to the target stop position described above.

例えば前述した走行ラインＬに対する蛇行は、微小時間におけるヨー角偏差φ_eに依存する車両本体１の上記ヨー角方向への走行として捉えることができる。従ってこの場合には、図７に示すように走行ラインＬに対して角度（ヨー角）φ_eをなす向きへの車両本体１の走行速度Ｖを上記走行ラインＬ上に射影すれば、該走行ラインＬ上での車両本体１の実質的な移動速度Ｖ_Lを
Ｖ_L＝Ｖ・cosφ_e
として求めることができる。 For example, the meandering with respect to the travel line L described above can be regarded as travel in the yaw angle direction of the vehicle body 1 depending on the yaw angle deviation φ _e in a minute time. Accordingly, in this case, if the traveling speed V of the vehicle body 1 in a direction that forms an angle (yaw angle) φ _e with respect to the traveling line L is projected onto the traveling line L as shown in FIG. The substantial movement speed V _L of the vehicle body 1 on the line L is expressed as V _L = V · cosφ _e
Can be obtained as

また走行ラインＬに沿って旋回する場合には、オーバー／アンダーステアによって上記走行ラインＬに対して横方向偏差ｙ_eを生じながら該走行ラインＬに沿って走行していると看做すことができる。特に車両本体１の旋回速度がγであるとき、微小時間Δｔにおいて車両本体１が進む距離ΔＳは、
ΔＳ＝（Ｒ＋ｙ_e）・γ・Δｔ
として表すことができる。また微小時間Δｔにおける旋回運動による移動量は、直進運動による移動量に等しいと看做し得るので、微小時間Δｔに車両本体１が進む距離ΔＳは
ΔＳ＝Ｖ・Δｔ
としても表すことができる。従って図８に示すように走行ラインＬから偏差ｙｅのずれをもって旋回する車両本体１の走行速度Ｖを上記走行ラインＬ上に射影することで走行ラインＬ上での移動速度Ｖ_Lを、
Ｖ_L＝Ｒ・γ＝Ｖ−ｙ_e・γ
であると推定することが可能となる。 Further, when turning along the travel line L, it can be considered that the vehicle is traveling along the travel line L while producing a lateral deviation y _e with respect to the travel line L due to over / under steer. . In particular, when the turning speed of the vehicle body 1 is γ, the distance ΔS traveled by the vehicle body 1 in the minute time Δt is:
ΔS = (R + y _e ) · γ · Δt
Can be expressed as Further, since the amount of movement by the turning motion in the minute time Δt can be considered to be equal to the amount of movement by the straight movement, the distance ΔS traveled by the vehicle body 1 in the minute time Δt is ΔS = V · Δt.
It can also be expressed as Therefore, as shown in FIG. 8, by projecting the traveling speed V of the vehicle main body 1 turning with a deviation ye from the traveling line L onto the traveling line L, the moving speed V _L on the traveling line L is obtained.
V _L = R · γ = V−y _e · γ
It is possible to estimate that.

尚、このような旋回走行は、前述したヨー角偏差φ_eを持ちながら生じることもある。従ってこの場合には、車両本体１の走行速度Ｖを上記走行ラインＬに平行で、且つ該走行ラインＬに対して横方向偏差ｙ_eを有する平行ライン上に一旦射影した後、この平行ラインに射影した速度を前記走行ラインＬ上に射影して移動速度Ｖ_Lを求めるようにすれば良い。 Such turning traveling may occur while having the yaw angle deviation φ _e described above. Therefore, in this case, the travel speed V of the vehicle body 1 parallel to the running line L, and after temporarily projected onto the parallel line having a lateral deviation y _e relative to the running line L, in the parallel lines The projected speed may be projected onto the travel line _L to obtain the moving speed V _L.

このようにして車両本体１の走行速度Ｖを、走行ラインＬに対する横方向偏差ｙ_eおよびヨー角偏差φ_eに従って該走行ラインＬ上に射影し、これによって走行ラインＬ上での実質的な移動速度Ｖ_Lを求めれば、この移動速度Ｖ_Lを積分することによって走行ラインＬ上での車両本体１の移動距離を正確に評価することが可能となる。従ってデッドレコニングの手法を用いて車両本体１の走行距離を制御する場合であっても、その走行距離を正確に評価することが可能となるので、車両本体１をその目標停止位置に正確に停止させることが可能となる。 In this way, the traveling speed V of the vehicle body 1 is projected onto the traveling line L according to the lateral deviation y _e and the yaw angle deviation φ _e with respect to the traveling line L, and thereby the substantial movement on the traveling line L. If the speed V _L is obtained, it is possible to accurately evaluate the moving distance of the vehicle main body 1 on the travel line L by integrating the moving speed V _L. Accordingly, even when the travel distance of the vehicle main body 1 is controlled using the dead reckoning technique, the travel distance can be accurately evaluated, so that the vehicle main body 1 is accurately stopped at the target stop position. It becomes possible to make it.

特に車両本体１の走行ラインＬに対する横方向偏差ｙ_ｅおよびヨー角偏差φ_ｅに従って当該車両本体１の走行速度Ｖを走行ラインＬ上に射影すると言う簡単な手法だけで、走行ラインＬ上における実質的な移動速度Ｖ _Ｌを正確に評価することができる。従って操舵制御遅れ等に起因する走行ラインＬに対する蛇行等の問題に拘わることなく、車両本体１の移動距離を高精度に把握することが可能となる。
＜追従制御指令＞
ところで走行ラインＬに沿って車両本体１を走行させるには、前述した走行ラインＬに対する車両本体１の横ずれ量を示す横方向偏差ｙ_ｅと、車両本体１の向き（角度）のずれ量を示すヨー角偏差φ_ｅとに従って、これらの横方向偏差ｙ_ｅおよびヨー角偏差φ_ｅをそれぞれ［０］とするように前記速度制御部２および操舵制御部３を用いてその走行速度と操舵角とをそれぞれ制御することが必要である。 Particularly just simple method called projecting the lateral deviation y _e and the running speed V of the vehicle body 1 according to the yaw angle difference phi _e on the travel line L with respect to the travel line L of the vehicle body 1, substantially in the running line L The moving speed V _L can be accurately evaluated. Therefore, it becomes possible to grasp the moving distance of the vehicle main body 1 with high accuracy without being concerned with the problem of meandering with respect to the travel line L caused by the steering control delay or the like.
<Follow-up control command>
Meanwhile in driving the vehicle body 1 along a traveling line L indicates the lateral deviation y _e showing the lateral deviation of the vehicle body 1 with respect to the running line L mentioned above, the shift amount of orientation (angle) of the vehicle body 1 accordance with yaw angle difference phi _e, these lateral deviation y _e and yaw angle difference phi _e, respectively by using the speed controller 2 and the steering control unit 3 so that the [0] and the running speed and steering angle It is necessary to control each of them.

ちなみに従来より提唱されている非ホロノミック制御の手法による軌道追従制御は、専ら、或る時刻における絶対座標系での走行ラインＬ上の目標軌道の位置とその向きを［ｘ_d,ｙ_d,φ_d］とし、車両本体１の重心における絶対位置とその向きを［ｘ,ｙ,φ］としたとき、 Incidentally, the trajectory tracking control by the non-holonomic control method that has been proposed in the past is mainly based on the position and direction of the target trajectory on the travel line L in the absolute coordinate system at a certain time [x _d , y _d , φ _d ], and the absolute position and direction at the center of gravity of the vehicle body 1 are [x, y, φ],

が成り立つことから、上記軌道を追従するに必要な進行速度指令ｕ_rと旋回速度指令γ_rとを
ｕ_r＝ｕ_d・cosφ_e＋Ｋ_x・ｘ_e
γ_r＝γ_d＋ｕ_d（Ｋ_y・ｙ_e＋Ｋ_p・sinφ_e）
として求めている。但し、上記ｕ_dは目標進行速度であり、またγ_dは目標旋回速度である。またＫ_x,Ｋ_y,Ｋ_pは、それぞれその制御ゲインである。しかし車両本体１の絶対位置とその向きを［ｘ,ｙ,φ］を取得するには、例えばジャイロ等の方位センサや、ＧＰＳ（全方位測位システム）等の位置検出センサが必要となり、その構成が複雑化することが否めない。 Since the holds, and a turning velocity command gamma _r a traveling speed command u _r necessary to follow the track _{_{_{u r = u d · cosφ e}}} + K x · x e
γ _r = γ _d + u _d (K _y · y _e + K _p · sinφ _e )
Asking. Where u _d is the target traveling speed, and γ _d is the target turning speed. K _x , K _y , and K _p are control gains, respectively. However, in order to obtain the absolute position and orientation of the vehicle body 1 [x, y, φ], for example, an azimuth sensor such as a gyro and a position detection sensor such as GPS (omnidirectional positioning system) are required. Cannot be denied.

この点、この実施形態に係る無人搬送車においては前述したように車両座標系における横方向偏差ｙ_eと向き偏差（ヨー角偏差）φ_eとをそれぞれ求めている。また前後方向偏差ｘ_eについては前述した走行ラインＬ上での移動速度Ｖ_Lの積分値と目標進行速度ｕ_dの積分値の差として求めることができる。更に車両本体１の走行ラインＬに対する斜行を勘案すれば、上述した旋回速度指令γ_rについては横行と旋回とに分けて捉えることが可能である。従ってこれらの観点に立脚すれば、走行ラインＬに追従して走行するに必要な制御指令（進行速度指令値ｕ_r、横行速度指令値ν_r、および旋回速度指令値γ_r）を
ｕ_r＝ｕ_d・cosφ_e＋Ｋ_x・ｘ_e
ν_r＝Ｋ_y・ｕ_d・ｙ_e
γ_r＝Ｋ_p・ｕ_d・sinφ_e
としてそれぞれ一括に求めることが可能となる。
＜操舵角の決定＞
ところで上述した横行指令ν_rおよび旋回速度指令γ_rに基づいて横行速度と旋回速度とを制御するには、操舵角を制御することが必要である。即ち、或る速度で走行している状態において操舵すれば、その走行速度に応じた横行速度と旋回速度とが生じることは自明であり、逆に所望とする横行速度と旋回速度とを得るには、操舵角を決定することが必要である。 In this respect, in the automatic guided vehicle according to this embodiment, as described above, the lateral deviation y _e and the direction deviation (yaw angle deviation) φ _e in the vehicle coordinate system are obtained. Also it can be obtained as the difference between the integrated value and the integral value of the target traveling velocity u _d of the moving velocity V _L on the running line L as described above for the longitudinal direction deviation x _e. Further, considering the skew of the vehicle main body 1 with respect to the travel line L, the above-described turning speed command γ _r can be grasped separately for the transverse and the turning. Therefore, from these viewpoints, control commands (traveling speed command value u _r , traverse speed command value ν _r , and turning speed command value γ _r ) necessary to travel following the travel line L are _expressed as u _r = u _d・ cosφ _e + K _x・ x _e
ν _r = K _y · u _d · y _e
γ _r = K _p · u _d · sinφ _e
As a result, it is possible to obtain them all together.
<Determination of steering angle>
By the way, in order to control the traverse speed and the turning speed based on the traverse command ν _r and the turning speed command γ _r described above, it is necessary to control the steering angle. In other words, it is obvious that if the vehicle is steered while traveling at a certain speed, a transverse speed and a turning speed corresponding to the traveling speed are generated. Conversely, the desired transverse speed and turning speed can be obtained. It is necessary to determine the steering angle.

ちなみに４輪操舵型の車両（無人搬送車）は、等価的には図９に示すように前輪側および後輪側の各中央部に前輪および後輪を１輪ずつ備えた二輪モデルとして表現することができる。そして４輪モデルにおける左右一対の前輪Ｗ_FL,Ｗ_FRの操舵角δ_FL,δ_FR、および左右一対の後輪Ｗ_RL,Ｗ_RRの操舵角δ_RL,δ_RRと、二輪モデルにおける前輪および後輪の各操舵角δ_f,δ_rとの間には
δ_f＝（δ_FL＋δ_FR）／２
δ_r＝（δ_RL＋δ_RR）／２
なる関係が成立する。換言すれば上記操舵角の関係が成立する場合、４輪操舵型の車両（無人搬送車）を上述した二輪モデルとして捉えることができる。 Incidentally, a four-wheel steering type vehicle (automated guided vehicle) is equivalently expressed as a two-wheel model having one front wheel and one rear wheel at each center of the front wheel side and the rear wheel side as shown in FIG. be able to. The steering angles δ _FL , δ _{FR of} the pair of left and right front wheels W _FL , W _FR in the four-wheel model and the steering angles δ _RL , δ _{RR of the} pair of left and right rear wheels W _RL , W _RR , and the front and rear wheels in the two-wheel model Between each wheel steering angle δ _f , δ _r δ _f = (δ _FL + δ _FR ) / 2
δ _r = (δ _RL + δ _RR ) / 2
This relationship is established. In other words, when the relationship between the steering angles is established, a four-wheel steering type vehicle (automatic guided vehicle) can be regarded as the above-described two-wheel model.

そしてこれらの前輪側および後輪側の操舵角δ_f,δ_rの絶対値が等しい場合、その操舵の向き逆相であれば車両本体１は旋回し、同相であれば車両本体１の向きを保ったまま斜行する。また前輪側および後輪側の操舵角δ_f,δ_rが異なり、その操舵の向き逆相であれば車両本体１はその操舵角差に応じて旋回し、操舵の向きが同相であれば旋回しながら斜行することになる。 When the absolute values of the steering angles δ _f , δ _r on the front wheel side and the rear wheel side are equal, the vehicle body 1 turns if the steering direction is in the opposite phase, and the vehicle body 1 is turned in the same phase. Keep skew while keeping. Further, if the steering angles δ _f , δ _r on the front wheel side and the rear wheel side are different and the steering direction is opposite in phase, the vehicle body 1 turns according to the steering angle difference, and turns if the steering direction is in phase. Will be skewed.

従って必要とする横行速度と旋回速度とを得るには、例えば必要な旋回速度を得るための逆相の操舵角成分δ_pを求めた後、次の必要な横行速度を得る為の同相の操舵角成分δ_yを求め、これらの各操舵角成分δ_p,δ_yが
δ_p＝δ_f−δ_r
δ_y＝（δ_f＋δ_r）／２
なる関係を満たすように、前輪側および後輪側の各操舵角δ_f,δ_rを決定すれば良い。そこで速度制御器４０においては、走行ラインＬを追従するに必要な横行速度と旋回速度とをそれぞれ得るための操舵角成分δ_p,δ_yが求められたならば、これらの各操舵各成分δ_p,δ_yに従って
δ_f＝０.５δ_p＋δ_y
δ_r＝−０.５δ_p＋δ_y
として前輪側および後輪側の各操舵角δ_f,δ_rをそれぞれ決定している。
＜旋回速度の推定＞
ところで走行ラインＬを追従するに必要な横行速度と旋回速度とをそれぞれ得る制御系は、一般的には図１０に示すようにＰＩ（比例・積分）制御系にて構成される。具体的には指令横行速度（横行指令ν_r）が決定されたならば、そのときの車両本体１の実横行速度νとの偏差Δνを求め、この偏差Δνを［０］とする操舵指令値（制御値）δ_yを求めるようにすれば良い。同様に指令旋回速度（旋回速度指令γ_r）が決定されたならば、そのときの車両本体１の実旋回速度γとの偏差Δγを求め、この偏差Δγを［０］とする操舵指令値（制御値）δ_pを求めるようにすれば良い。 Therefore, in order to obtain the required traverse speed and turning speed, for example, after obtaining the opposite phase steering angle component δ _p for obtaining the required turning speed, the in-phase steering for obtaining the next necessary traverse speed is obtained. The angle component δ _y is obtained, and each of these steering angle components δ _p and δ _y is _{expressed as} δ _p = δ _f −δ _r
δ _y = (δ _f + δ _r ) / 2
The steering angles δ _f and δ _r on the front wheel side and the rear wheel side may be determined so as to satisfy this relationship. Therefore, in the speed controller 40, if the steering angle components δ _p and δ _y for obtaining the traverse speed and the turning speed necessary to follow the travel line L are obtained, these respective steering components δ are obtained. _{According to p} and δ _y δ _f = 0.5 δ _p + δ _y
δ _r = −0.5 δ _p + δ _y
The steering angles δ _f and δ _r on the front wheel side and the rear wheel side are respectively determined.
<Estimation of turning speed>
By the way, the control system for obtaining the traverse speed and the turning speed required to follow the travel line L is generally constituted by a PI (proportional / integral) control system as shown in FIG. Specifically, if the command traversing speed (traversing command ν _r ) is determined, a deviation Δν from the actual traversing speed ν of the vehicle body 1 at that time is obtained, and the steering command value with this deviation Δν as [0]. (Control value) δ _y may be obtained. Similarly, when the command turning speed (turning speed command γ _r ) is determined, a deviation Δγ from the actual turning speed γ of the vehicle main body 1 at that time is obtained, and a steering command value (0) is set with this deviation Δγ as [0]. Control value) δ _p may be obtained.

尚、横行速度指令ν_rおよび旋回速度指令γ_rについては、前述したように走行ラインＬに対する車両本体１の横方向偏差ｙ_eとヨー角偏差φ_eとから、その目標進行速度ｕ_dに従って
ν_r＝Ｋ_y・ｕ_d・ｙ_e
γ_r＝Ｋ_p・ｕ_d・sinφ_e
として求めることができる。また車両本体１の実横行速度νについては、前述した走行ラインＬに対する車両本体１の横方向偏差ｙ_eの変化から推定することが可能である。しかし車両本体１の実旋回速度γについては、例えばヨーレートセンサを用いない限り計測することは困難である。 Note that the traverse speed command [nu _r and the turning velocity command gamma _r, and a lateral difference y _e and yaw angle difference phi _e of the vehicle body 1 with respect to the running line L as described above, [nu accordance with the target traveling velocity u _d _r = K _y · u _d · y _e
γ _r = K _p · u _d · sinφ _e
Can be obtained as Further, the actual transverse speed ν of the vehicle body 1 can be estimated from the change in the lateral deviation y _e of the vehicle body 1 with respect to the travel line L described above. However, it is difficult to measure the actual turning speed γ of the vehicle body 1 unless a yaw rate sensor is used, for example.

そこで速度制御器４０においては次のようにして車両本体１の実旋回速度γを推定している。即ち、前輪および後輪の操舵角δ_f,δ_rの絶対値が等しく、その操舵の向き逆相であって、しかも車両本体１の重心とその中心点Ｏとが一致し、更に中心点Ｏから各車輪までの距離が等しいと仮定した場合、その内輪の操舵角をδとすると上記重心の旋回半径Ｒ₀は図１１に示すように
Ｒ₁＝Ｗ_f／sinδ
Ｒ₀＝Ｒ₁cosδ＝Ｗ_f・cosδ／sinδ
として示される。但し、Ｗ_fは車両の前後方向における中心点Ｏから前輪までの距離（ホイールベース長の半分）である。尚、上式において［sinδ］にて除する項は、操舵角δが小さい程その旋回半径が大きく、操舵角δが［０］ならば、旋回半径は無限大、つまり直進運動であることを示している。 Therefore, the speed controller 40 estimates the actual turning speed γ of the vehicle body 1 as follows. That is, the absolute values of the steering angles δ _f and δ _r of the front wheels and the rear wheels are equal, the steering directions are opposite to each other, and the center of gravity of the vehicle body 1 and the center point O coincide with each other. Assuming that the distance from each wheel is equal, assuming that the steering angle of the inner wheel is δ, the turning radius R _{0 of the} center of gravity is R ₁ = W _f / sin δ as shown in FIG.
R ₀ = R ₁ cos δ = W _f · cos δ / sin δ
As shown. However, _Wf is the distance (half the wheelbase length) from the center point O to the front wheels in the longitudinal direction of the vehicle. In the above equation, the term to be divided by [sin δ] indicates that the smaller the steering angle δ, the larger the turning radius. If the steering angle δ is [0], the turning radius is infinite, that is, a straight motion. Show.

そして微小時間においては、旋回運動による速度と進行速度とが一致すると看做し得るので、車両本体１の走行速度をＶとしたときの旋回速度γを
γ＝Ｖ／Ｒ₀
として推定することができる。尚、このようにして旋回速度γを推定する場合には、内輪の操舵角δが必要となる。この操舵角δについては、例えば車輪を操舵するシリンダのストローク長から求めるようにしたり、ストローク長指令に適当な制御遅れ要素を加味して求めるようにすれば良い。また或いは前述したセンサ４_f,４_rの出力から旋回速度γを計算しても良いことは言うまでもない。 In a very short time, it can be considered that the speed due to the turning motion and the traveling speed coincide with each other, so the turning speed γ when the traveling speed of the vehicle body 1 is V is γ = V / R _0.
Can be estimated as When the turning speed γ is estimated in this way, the steering angle δ of the inner wheel is required. The steering angle δ may be obtained from, for example, the stroke length of the cylinder that steers the wheel, or may be obtained by adding an appropriate control delay element to the stroke length command. Alternatively, it goes without saying that the turning speed γ may be calculated from the outputs of the sensors 4 _f and 4 _r described above.

また上述したシリンダのストローク長に基づいて操舵角δを求める場合、実際には左右の各車輪に対してそれぞれ操舵角が求められることになる。そこで左右両輪の操舵角の平均値を求め、この操舵角の平均値に従って旋回速度γを推定している。尚、実際には重心位置と中心位置Ｏとにずれがあり、これに起因して推定誤差が生じることがある。しかし或る程度の推定誤差についてはフィードバック制御により適切に対処することが可能なので、操舵制御を実行する上で致命的な問題となることはない。
＜制御ゲインの調整＞
ところで前述した旋回速度γは車両本体１の走行速度Ｖに依存する。具体的には低速走行時に比較して高速走行時には、同じ操舵角であっても旋回速度γが早くなる。即ち、或る操舵角および走行速度で１秒間に車両本体１が旋回し得る角度が明らかである場合、その走行速度が２倍になれば、当然のことながら車両本体１が１秒間に旋回する角度も２倍となる。 When the steering angle δ is obtained based on the cylinder stroke length described above, the steering angle is actually obtained for each of the left and right wheels. Therefore, the average value of the steering angles of the left and right wheels is obtained, and the turning speed γ is estimated according to the average value of the steering angles. Actually, there is a difference between the center of gravity position and the center position O, which may cause an estimation error. However, since a certain amount of estimation error can be appropriately dealt with by feedback control, it does not become a fatal problem in executing steering control.
<Adjustment of control gain>
Incidentally, the turning speed γ described above depends on the traveling speed V of the vehicle body 1. Specifically, the turning speed γ is faster at the same steering angle than at low speeds. That is, when it is clear that the vehicle main body 1 can turn at a certain steering angle and traveling speed per second, if the traveling speed doubles, the vehicle main body 1 naturally turns per second. The angle is also doubled.

これに対して車両本体１が安定に旋回できる旋回速度γには自ずと制約がある。従って前述した如くして旋回指令γ_rを求めた場合、例えば図１２に示すように車両本体１の走行速度Ｖに応じて操舵ゲインを変化させて、高速走行時における旋回速度γがその旋回限界を超えないように制御することが望ましい。具体的には位置合わせ時等のゆっくりとした低速走行時から通常走行速度Ｖ₀までは操舵ゲインを［１］として前述した図１０に示したＰＩ制御系の制御ゲインに乗じることで操舵指令値δ_pを求める。そして車両本体１の走行速度Ｖが通常走行速度Ｖ₀を超えて高速走行域に入ったならば、その走行速度の高速化に応じて操舵ゲインを徐々に低減し、これによって操舵指令値δ_pを抑えるようにすれば良い。 On the other hand, the turning speed γ at which the vehicle body 1 can turn stably is naturally limited. Therefore, when the turning command γ _r is obtained as described above, for example, as shown in FIG. 12, the steering gain is changed according to the traveling speed V of the vehicle body 1, and the turning speed γ at the time of high speed traveling becomes the turning limit. It is desirable to control so as not to exceed. Specifically, the steering command value is obtained by multiplying the control gain of the PI control system shown in FIG. 10 described above by setting the steering gain as [1] from a slow driving at a low speed such as alignment to a normal traveling speed V ₀ . Find δ _p . If the traveling speed V of the vehicle body 1 exceeds the normal traveling speed V ₀ and enters the high speed traveling region, the steering gain is gradually reduced according to the increase in the traveling speed, thereby the steering command value δ _p It is sufficient to suppress this.

尚、車両本体１の移動が殆ど認められない極低速走行時には、図１２に示すように上記操舵ゲインを［０］とし、これによって操舵自体を禁止することも望ましい。このようにして、例えば３ｍ／分程度の低速位置合わせ速度に達するまで旋回指令γ_rを出力することのないような制限を加えれば、いわゆる据え切りを防止することができるので、車輪の局部的な摩耗等による変形を未然に防ぐことが可能となる等の効果が奏せられる。 When traveling at an extremely low speed where the movement of the vehicle body 1 is hardly recognized, it is desirable to set the steering gain to [0] as shown in FIG. 12, thereby prohibiting the steering itself. In this way, if a restriction that prevents the turning command γ _r from being output until a low-speed alignment speed of, for example, about 3 m / min is reached, so-called stationary can be prevented. The effect that it becomes possible to prevent the deformation | transformation by an unnecessary wear etc. is produced.

かくして上述した如く制御系を構成した無人搬送車によれば、前後一対のセンサ４_f,４_rを用いて車両本体１の前輪側および後輪側における走行ラインＬからのずれ量ｅ_f,ｅ_rに基づいて該車両本体１の横方向偏差ｙ_eとヨー角偏差φ_eとを求め、これらの横方向偏差ｙ_eとヨー角偏差φ_eとに従って走行ラインＬに対する軌道追従制御に必要な制御指令（進行速度指令ｕ_r、横行速度指令ν_r、および旋回速度指令γ_r）を一意に求めるので、その制御系の大幅な簡素化を図ることが可能となる。 Thus, according to the automatic guided vehicle having the control system as described above, the deviations e _f , e from the travel line L on the front wheel side and the rear wheel side of the vehicle body 1 using the pair of front and rear sensors 4 _f , 4 _r. The lateral deviation y _e and the yaw angle deviation φ _{e of} the vehicle body 1 are obtained based on _r , and the control necessary for the trajectory tracking control for the travel line L according to the lateral deviation y _e and the yaw angle deviation φ _e. Since the commands (traveling speed command u _r , traverse speed command ν _r , and turning speed command γ _r ) are uniquely determined, the control system can be greatly simplified.

また車両本体１の向き（姿勢）や走行ラインＬの曲がり具合等の状態、および前輪および後輪の各操舵の向き等の全てを把握していなくても、走行ラインＬに対する車両本体１の横方向偏差ｙ_ｅとヨー角偏差φ_ｅとを検出するだけで上記走行ラインＬに精度良く追従させるに必要な制御指令値ｕ_ｒ,ν_ｒ,γ_ｒを求めることができ、これらの制御指令値ｕ_ｒ,ν_ｒ,γ_ｒに従って車両本体１の走行速度や前輪および後輪の各操舵角δ_ｆ,δ_ｒをそれぞれ精度良く制御することが可能となる。しかも簡単な演算処理だけで前輪および後輪の各操舵角δ_ｆ,δ_ｒを一意に決定して、その操舵制御に用いることができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
＜変形例＞
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えばこの実施形態においては、走行ラインＬに対する車両本体１の横方向偏差ｙ_ｅおよびヨー角偏差φ_ｅを、前後一対の磁気センサ４_ｆ,４_ｒにて求められる前輪側および後輪側のずれ量ｅ_ｆ,ｅ_ｒから算出するようにしたが、ジャイロ等を用いて求められる車両本体１の地表座標に対する絶対角と走行ラインＬの向きを示すデータとからヨー角偏差を求めたり、またＧＰＳを用いて検出される地表座標系での車両位置と該地表座標系での走行ラインＬの座標データとから、その横方向偏差を算出するようにしても良い。 Further, the side of the vehicle main body 1 with respect to the travel line L can be obtained without knowing all of the orientation (posture) of the vehicle main body 1, the bending state of the travel line L, and the steering directions of the front wheels and the rear wheels. The control command values u _r , ν _r , γ _r required to accurately follow the travel line L can be obtained by simply detecting the direction deviation y _e and the yaw angle deviation φ _e, and these control command values The traveling speed of the vehicle main body 1 and the steering angles δ _f and δ _r of the front and rear wheels can be controlled with high accuracy according to u _r , ν _r and γ _r . In addition, it is possible to achieve practically great effects such as that the steering angles δ _f and δ _r of the front wheels and the rear wheels can be uniquely determined by simple arithmetic processing and used for the steering control.
<Modification>
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in this embodiment, the lateral deviation y _e and the yaw angle deviation φ _e of the vehicle body 1 with respect to the travel line L are determined by the front wheel side and rear wheel side deviations determined by the pair of front and rear magnetic sensors 4 _f and 4 _r . the amount e _f, has been to calculate the e _r, or calculated yaw angle deviation from the data representing the absolute angle to the direction of the traveling line L with respect to ground coordinates of the vehicle body 1 obtained by using a gyro, also GPS The lateral deviation may be calculated from the vehicle position in the ground surface coordinate system detected using and the coordinate data of the travel line L in the ground surface coordinate system .

またここでは走行ラインＬが磁気ラインとして実現される場合を例に説明したが、走行ラインが白線にて形成される場合には、これを光学的に検出して走行制御することも勿論可能である。更には車両本体の横行速度や旋回速度を推定する手法についても種々の手法を適宜採用可能である。
また４輪操舵型の無人搬送車において前輪Ｗ_FL,Ｗ_FRおよび後輪Ｗ_RL,Ｗ_RRを同相に操舵した場合等、車両本体１は走行ラインＬに対して斜めに走行し、前輪側および後輪側のセンサ４_f,４_rの一方が走行ラインＬ上から脱線することがある。この場合には、例えば脱線したセンサ４_f,４_rの出力を無視し、同相操舵による斜行だけが行われるようにその走行を制御すれば良い。具体的には一方のセンサ４_f（４_r）の出力だけを用い、他方のセンサ４_r（４_f）については上記一方のセンサ４_f（４_r）と同じ値（ずれ量）を出力しているものと看做すことで、ヨー角偏差φ_eが存在せず、同相操舵による斜行だけが行われるようにすれば良い。 Although the case where the travel line L is realized as a magnetic line has been described as an example here, when the travel line is formed with a white line, it is of course possible to optically detect this and control the travel. is there. Furthermore, various methods can be appropriately employed as a method for estimating the traverse speed and the turning speed of the vehicle body.
Further, when the front wheels W _FL , W _FR and the rear wheels W _RL , W _RR are steered in the same phase in a four-wheel steering type automatic guided vehicle, the vehicle body 1 travels obliquely with respect to the travel line L, and the front wheel side and One of the rear wheel side sensors 4 _f and 4 _r may derail from the travel line L. In this case, for example, the output of the derailed sensors 4 _f and 4 _r may be ignored, and the traveling may be controlled so that only the skew by in-phase steering is performed. Specifically, only the output of one sensor 4 _f (4 _r ) is used, and the other sensor 4 _r (4 _f ) outputs the same value (deviation amount) as the one sensor 4 _f (4 _r ). Therefore, it is sufficient that the yaw angle deviation φ _e does not exist and only the skew by in-phase steering is performed.

この場合、車両本体１の斜行距離を監視する等して他方のセンサ４_f（４_r）の出力を有効とするタイミングを制御し、例えば所定の距離に亘って斜行しても上記他方のセンサ４_f（４_r）から走行ラインＬを検出することができないような場合には、車両本体１が走行ラインＬから大きく逸脱している、或いはヨー角偏差φ_eが大きい等と判断してその走行を停止させることが望ましい。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 In this case, the timing at which the output of the other sensor 4 _f (4 _r ) is validated is controlled by monitoring the skew distance of the vehicle body 1, for example, even if the skew is carried out over a predetermined distance, the other If the travel line L cannot be detected from the sensor 4 _f (4 _r ), it is determined that the vehicle body 1 has deviated greatly from the travel line L, or the yaw angle deviation φ _e is large. It is desirable to stop the running. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the scope of the invention.

本発明に係る無人搬送車における追従制御を実現する為の全体的な処理概念を示す図。The figure which shows the whole process concept for implement | achieving the follow-up control in the automatic guided vehicle which concerns on this invention. 無人搬送車の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of an automatic guided vehicle. 磁気センサによるずれ量検出の原理を説明する為の図。The figure for demonstrating the principle of the deviation | shift amount detection by a magnetic sensor. 無人搬送車の走行ラインに対する追従走行制御系の全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the tracking travel control system with respect to the travel line of an automatic guided vehicle. 前後一対のセンサにより検出されたずれ量ｅ_f,ｅ_rに基づく車両本体の横方向偏差ｙ_eとヨー角偏差φ_eの算出原理を示す図。Shift amount detected by the pair of front and rear sensors e _f, illustrates the principle of calculating the lateral deviation y _e and yaw angle difference phi _e of the vehicle body based on e _r. 走行ラインに対する車両本体の追従走行軌跡を示す図。The figure which shows the following traveling locus of the vehicle main body with respect to a traveling line. ヨー角偏差φ_e有して走行する車両本体の走行速度を走行ライン上に射影して求められる移動速度を示す図。The figure which shows the moving speed calculated | required by projecting the driving speed of the vehicle main body which drive | works with yaw angle deviation (phi) _e on a driving line. 横方向偏差ｙ_eを有して旋回する車両本体の走行速度を走行ライン上に射影して求められる移動速度を示す図。It shows the moving speed obtained by projecting the travel speed of the vehicle body for pivoting a lateral deviation y _e on the running line. ４輪モデルと２輪モデルとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between a 4-wheel model and a 2-wheel model. 走行ラインＬを追従するに必要な横行速度と旋回速度とをそれぞれ得る制御系の一般的な構成を示す図。The figure which shows the general structure of the control system which each obtains the traverse speed and turning speed required in order to follow the driving | running | working line L. 車両本体の操舵角δとその旋回半径Ｒ₀との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the steering angle (delta) of a vehicle main body, and its turning radius _R0 . 旋回速度を決定する走行速度に応じた操舵ゲインの例を示す図。The figure which shows the example of the steering gain according to the running speed which determines turning speed.

符号の説明Explanation of symbols

ａ検出手段（センサ）
ｂ射影手段
ｃ距離差検出手段
ｄ指令値演算手段
ｅ横行速度推定手段
ｆ操舵制御手段
ｇ旋回速度推定手段
ｈ第１の演算手段（第１の操舵角δ_y）
ｉ第２の演算手段（第２の操舵角δ_p）
Ｌ走行ライン
１車両本体
２速度制御部
３操舵制御部
４_f,４_r センサ（磁気センサ）
５走行制御部
１０センサ処理部
２０デッドレコニング処理部
３０軌道追従速度指令生成器
４０速度制御器 a Detection means (sensor)
b Projection means c Distance difference detection means d Command value calculation means e Traverse speed estimation means f Steering control means g Turning speed estimation means h First calculation means (first steering angle δ _y )
i Second computing means (second steering angle δ _p )
L traveling line 1 vehicle body 2 speed control unit 3 steering control unit 4 _f and 4 _r sensors (magnetic sensors)
5 Travel Control Unit 10 Sensor Processing Unit 20 Dead Reckoning Processing Unit 30 Trajectory Tracking Speed Command Generator 40 Speed Controller

Claims

車両本体に設けられた前輪および後輪をそれぞれ操舵しながら、予め路面に設定された走行ラインに沿って前記車両本体を指定された目標速度で走行駆動する無人搬送車であって、
前記車両本体に搭載されて該車両本体の走行速度Ｖを検出するセンサ、並びに前記車両本体の前輪側および後輪側にそれぞれ搭載されて前記走行ラインに対する前記車両本体の前輪側の横方向のずれ量ｅ _ｆおよび前記車両本体の後輪側の横方向のずれ量ｅ _ｒをそれぞれ求めるセンサを備え、前記各横方向のずれ量ｅ _ｆ ,ｅ _ｒに基づいて前記走行ラインに対する前記車両本体の横ずれ量を示す横方向偏差ｙ _ｅおよび前記走行ラインの向きに対する前記車両本体の向きのずれ角を示すヨー角偏差φ _ｅをそれぞれ求める検出手段と、
この検出手段にて検出された前記横方向偏差ｙ _ｅおよび前記ヨー角偏差φ _ｅに基づく前記車両本体の走行速度Ｖの前記走行ライン上への射影演算によって前記車両本体の前記走行ライン上での移動速度Ｖ_Ｌを求める射影手段と、
前記車両本体に対して指定された前記目標速度ｕ_ｄの積分値と前記車両本体の移動速度Ｖ_Ｌの積分値との差から前記走行ライン方向における前記車両本体の前後方向偏差ｘ_ｅを求める距離差検出手段と、
前記車両本体の横方向偏差ｙ_ｅ、ヨー角偏差φ_ｅ、前後方向偏差ｘ_ｅ、および前記目標速度ｕ_ｄとに基づいて、予め設定された演算式に従って前記車両本体を前記走行ラインに沿って前記目標速度ｕ _ｄで走行させるに必要な進行速度指令値ｕ_ｒ、旋回速度指令値γ_ｒ、および横行速度指令値ν_ｒをそれぞれ求める指令値演算手段と、
前記進行速度指令値ｕ _ｒに基づいて前記車両本体を速度制御するに際して、前記横行速度指令値ν _ｒが示す前記車両本体の横行速度を得るに必要な前記前輪および後輪間の同相の操舵角成分δ _ｐを求めると共に、前記旋回速度指令値γ _ｒが示す前記車両本体の旋回速度γを得るに必要な前記前輪および後輪間の逆相の操舵角成分δ _ｙを求め、これらの操舵角成分δ _ｐ ,δ _ｙに従って前記前輪および後輪の各操舵角δ _ｆ ,δ _ｒを
δ _ｒ＝０.５δ _ｐ＋δ _ｙ
δ _ｒ＝−０.５δ _ｐ＋δ _ｙ
として決定して前記前輪および後輪をそれぞれ操舵する操舵制御手段と
を具備したことを特徴とする無人搬送車。 An automatic guided vehicle that drives the vehicle body at a specified target speed along a travel line set in advance on a road surface while steering front wheels and rear wheels provided on the vehicle body ,
A sensor mounted on the vehicle main body for detecting the traveling speed V of the vehicle main body, and a lateral displacement of the front wheel side of the vehicle main body with respect to the travel line mounted on the front wheel side and the rear wheel side of the vehicle main body, respectively. a sensor for determining the respective lateral deviation amount e _r quantity e _f and the rear wheel side of the vehicle body, the lateral displacement of the vehicle body relative to the running line on the basis of the lateral displacement amount e _f, e _r Detecting means for respectively obtaining a lateral deviation y _e indicating a quantity and a yaw angle deviation φ _e indicating a deviation angle of the direction of the vehicle body with respect to the direction of the travel line ;
The projection operation to the running line on the running speed V of the vehicle body based on the detected lateral deviation y _e and the yaw angle deviation phi _e at the detecting means on the traveling line of the vehicle body A projecting means for obtaining a moving speed _VL ;
Distance determining the longitudinal direction deviation x _e of the vehicle body in the traveling line direction from the difference between the integral value of the moving velocity V _L of the integrated value of the designated the target speed u _d and the vehicle body relative to the vehicle body Difference detection means;
Lateral deviation y _e of the vehicle _body, yaw angle difference phi _e, on the basis of the longitudinal direction deviation x _e, and said target speed u _d, along the vehicle body according to a preset arithmetic expression on the running line a command value calculating means for calculating the traveling speed command value required to travel at a desired velocity u _d u _r, the rotation speed command value gamma _r, and the traverse speed command value [nu _r respectively,
In the control the speed of the vehicle body on the basis of the traveling speed command value u _r, the steering angle of the phase between the front and rear wheels necessary to obtain the transverse velocity of the vehicle body in which the traverse speed instruction value [nu _r indicates with obtaining the component [delta] _p, obtaining the steering angle component [delta] _y reversed phase between the rotation speed command value gamma _r the front and rear wheels necessary to obtain a rotation speed gamma of the vehicle body shown, these steering angle The steering angles δ _f and δ _r of the front wheels and the rear wheels are determined according to the components δ _p and δ _y.
δ _r = 0.5 δ _p + δ _y
δ _r = −0.5 δ _p + δ _y
And a steering control means for steering the front wheels and the rear wheels, respectively .

前記走行ラインは、路面に敷設された磁気ラインであって、
前記車両本体の横方向偏差ｙ_ｅおよびヨー角偏差φ_ｅは、前記車両本体に設けられた前後一対のライン型磁気センサにてそれぞれ検出される前記車両本体の前輪側および後輪側における前記磁気ラインからの幅方向のずれ量ｅ_ｆ,ｅ_ｒからそれぞれ求められるものである請求項１に記載の無人搬送車。 The travel line is a magnetic line laid on the road surface,
The lateral deviation y _e and the yaw angle deviation φ _e of the vehicle body are detected by a pair of front and rear line-type magnetic sensors provided on the vehicle body, respectively, and the magnetism on the front wheel side and the rear wheel side of the vehicle body. shift amount in the width direction from the line e _f, AGV of claim 1 are those obtained from each e _r.

前記射影手段は、前記車両本体の走行速度Ｖと前記ヨー角偏差φ _ｅとに基づい前記走行ライン上での前記車両本体の走行速度Ｖ _Ｌを
Ｖ _Ｌ＝Ｖ・cosφ _ｅ
として、または前記車両本体の旋回速度γが求められている場合には、前記車両本体の走行速度Ｖと横方向偏差ｙ _ｅとから
Ｖ _Ｌ＝Ｖ−ｙ _ｅ・γ
として、前記車両本体の前記走行ライン上での移動速度Ｖ _Ｌを求めるものである請求項１に記載の無人搬送車。 It said projection means, the running speed V _L of the vehicle body on the running line on the basis of the running speed V and the yaw angle difference phi _e of the vehicle body
V _L = V · cosφ _e
As or when said vehicle turning speed of the body γ is demanded, and a running speed V and the lateral deviation y _e of the vehicle body
V _L = V−y _e · γ
The automatic guided vehicle according to claim 1 , wherein a moving speed _VL of the vehicle body on the travel line is obtained .

前記操舵制御手段は、前記横方向偏差ｙ _ｅの変化から前記走行ラインに向かう前記車両本体の横行速度νを推定する横行速度推定手段と、前記前輪および後輪の操舵角から求められる前記車両本体の旋回半径Ｒ_０と前記車両本体の走行速度Ｖとから該車両本体の旋回速度γを推定する旋回速度推定手段とを備え、
前記横行速度推定手段にて推定した横行速度νと前記横行速度指令値ν_ｒとの差を［０］とする第１の操舵角δ_ｙを求めると共に、前記旋回速度推定手段にて推定した旋回速度γと前記旋回速度指令値γ_ｒとの差を［０］とする第２の操舵角δ_ｐを求め、
これらの第１および第２の操舵角δ_ｙ,δ_ｐから前記前輪および後輪の各操舵角δ_ｆ,δ_ｒを決定して前記前輪および後輪をそれぞれ操舵するものである請求項１に記載の無人搬送車。 Said steering control means includes a traversing speed estimating means for estimating a traverse speed ν of the vehicle body toward the traveling line from a change in the lateral deviation y _e, the vehicle body obtained from the steering angle of the front wheels and rear wheels provided from the turning radius R ₀ and the running speed V of the vehicle body and the turning speed estimating means for estimating a rotation speed γ of said vehicle body,
A first steering angle δ _y is obtained with the difference between the traverse speed ν estimated by the traverse speed estimation means and the traverse speed command value ν _r as [0], and the turning estimated by the turning speed estimation means A second steering angle δ _p with a difference between the speed γ and the turning speed command value γ _r as [0] is obtained;
2. The front and rear wheels are respectively steered by determining the steering angles δ _f and δ _r of the front and rear wheels from the first and second steering angles δ _y and δ _p. The automatic guided vehicle described.

前記第１および第２の操舵角δ_ｙ,δ_ｐをそれぞれ求める演算手段は、前記車両本体の走行速度Ｖに応じて前記第１および第２の操舵角δ_ｙ,δ_ｐに対する制御ゲインを変更するものであって、
前記車両本体の走行速度Ｖが予め設定された定速走行速度Ｖ_０以下の場合には、一定の制御ゲインの下で前記第１および第２の操舵角δ_ｙ,δ_ｐをそれぞれ求め、
前記車両本体の走行速度Ｖが前記定速走行速度Ｖ_０を越える場合には、前記走行速度Ｖが大きくなるに従って小さく設定される制御ゲインの下で前記第１および第２の操舵角δ_ｙ,δ_ｐをそれぞれ求めるものである請求項４に記載の無人搬送車。 The computing means for obtaining the first and second steering angles δ _y and δ _p respectively change the control gain for the first and second steering angles δ _y and δ _p according to the traveling speed V of the vehicle body. To do,
When the traveling speed V of the vehicle body is equal to or lower than a preset constant traveling speed V ₀ , the first and second steering angles δ _y and δ _p are respectively obtained under a certain control gain,
When the traveling speed V of the vehicle body exceeds the constant traveling speed V ₀ , the first and second steering angles δ _y , under a control gain that is set smaller as the traveling speed V increases. AGV of claim 4 [delta] _p and requests respectively.