JP5182236B2 - 無人搬送車の走行制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、無人搬送車の走行制御装置に係り、詳しくは走行路面に敷設された誘導テープの側方に配設された各種の制御情報を備えた磁気マーカを検出するマーカセンサの誤検出を防止することができる無人搬送車の走行制御装置に関する。
磁気誘導式の無人搬送車11が走行する通路には、図8に示すように走行軌道を指示するための磁気テープからなる誘導テープ12が敷設されるとともに、分岐走行軌道を指示するための同じく磁気テープからなる分岐誘導テープ13が敷設されている。前記誘導テープ12の左右両側方には無人搬送車11に例えば旋回、停止、増速、減速等の各種の運転指示(制御情報)を与えるための同じく磁気テープからなる磁気マーカ14が複数箇所に配設されている。無人搬送車11には、誘導テープ12の検知用の多数のホール素子61aよりなる誘導センサ61と、磁気マーカ14の検知用のマーカセンサ62,63が装備されている。
無人搬送車11の制御ユニットは、誘導センサ61のホール素子61aによって検出された誘導テープ12の中心位置O1と、誘導センサ61、つまり車体の中心位置O2との偏差Δを演算する。そして、前記偏差Δが零となるように、無人搬送車11の駆動走行装置が制御され、無人搬送車11が誘導テープ12に沿って無人誘導される。マーカセンサ62,63によって複数の磁気マーカ14が順次検出されると、制御ユニットが駆動走行装置等を制御して、磁気マーカ14の検知順に予め登録された速度変更や、図8に示すように分岐誘導テープ13への進路変更等を行うようになっている。(特許文献1参照)
ところで、前記誘導テープ12,13及び磁気マーカ14を構成する磁気テープの磁力は、テープの大きさに比例するため、短く切られた磁気マーカ14は、図9に示すように上方の磁束密度が誘導テープ12(13)に比べると弱くなる。そのため、マーカセンサ62,63は、検出ミスをなくすために誘導センサ61よりも高い検出精度が求められる。
上記の問題を解消するため、本願出願人は次のような磁気マーカ検出装置を提案した。このマーカ検出装置は、図10に示すように、前記誘導センサ61及びマーカセンサ62,63の上方近傍に鉄製の横長四角柱状の磁性体64を配設し、該磁性体64によって、誘導テープ12から出力された磁束を磁性体64に導き、この磁性体64から前記磁気マーカ14に磁束が誘導されるようになっている。この磁束誘導によって、前記誘導センサ61及びマーカセンサ62,63に強い磁束が作用するようにして、該誘導センサ61による誘導テープ12の検出感度及びマーカセンサ62,63による磁気マーカ14の検出感度をそれぞれ向上することができる。(非特許文献1参照)
特開平10−111718号公報
発明協会公開技報(社団法人発明協会、2008年12月8日発行、公技番号:2008−507261、トヨタ車体株式会社:無人搬送車の磁気テープ検出センサユニット)
ところが、上記従来の磁気マーカ検出装置は、次のような問題があった。即ち、図8に示すように無人搬送車11が誘導テープ12に沿って直進している状態から、図11に示すように、分岐誘導テープ13にマーカ検出装置の前記磁性体64の左端部が対応すると、該分岐誘導テープ13によって、磁性体64の左端部が上面がN極の分岐誘導テープ13の磁束によってN極に磁化される。このため、該磁性体64の右端部がS極に磁化されることになる。この結果、磁性体64の右端部のS極化された磁束と対応するマーカセンサ63は、走行路面に磁気マーカ14が存在しないにもかかわらず、磁性体64の磁束によりON信号を出力する。従って、磁気マーカ14が存在するという誤判定が行われ、無人搬送車11の走行制御動作に支障を来たすという問題があった。
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、制御情報を指示する磁気マーカを検出するマーカセンサの検出精度を向上し、走行制御動作を適正に行うことができる無人搬送車の走行制御装置を提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、無人搬送車に設けられ、かつ走行路面に敷設された誘導テープの検出用の第1磁気センサと、上記第1磁気センサの左右両側方に配設され、かつ誘導テープの側方の走行路面に敷設された磁気マーカの検出用の複数の第2磁気センサと、前記第1及び第2磁気センサの上方に配設され、かつ前記両磁気センサの検出感度を向上するための磁性体と、前記第1及び第2磁気センサの検出信号に基づいて、無人搬送車の誘導走行及び各種の運転制御を行うようにした制御ユニットとを備えた無人搬送車において、前記制御ユニットは、複数の第2磁気センサからそれぞれ出力された複数の検出信号に一つのON信号のみがある場合には、該ON信号を有効と判定し、複数のON信号がある場合には、各ON信号を全て無効と判定する誤判定防止手段を備えていることを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記誤判定防止手段は、ON信号が一つか複数かをソフトウェアフィルタによって判定するように構成されていることを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、前記第2磁気センサは、前記第1磁気センサの左右両側方にそれぞれ二箇所に設けられ、各一対の第2磁気センサは、走行路面に敷設された上面がS極又はN極の磁気マーカをそれぞれ検出するように構成されていることを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1又は2において、前記第2磁気センサは、前記第1磁気センサの左右両側方にそれぞれ一箇所に設けられ、両第2磁気センサは、走行路面に敷設された上面がS極又はN極の磁気マーカをそれぞれ検出するように構成されていることを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項において、前記第1磁気センサは、複数の検出素子を車体の幅方向に所定の間隔をおいて配列することにより構成され、前記制御ユニットは、誘導テープによってONされた所定数の検出素子の中心位置、つまり誘導テープの中心位置と、車体の中心位置との偏差を演算し、該偏差を解消するように車体を誘導テープに沿って無人走行させる誘導制御手段を備えていることを要旨とする。
(作用)
この発明は、無人搬送車が誘導テープに沿って直進中に、走行路面に配設された磁気マーカにマーカセンサが対応し、該マーカセンサからON信号が制御ユニットに送信される。そして、制御ユニットの誤判定防止手段によって、複数の第2磁気センサからそれぞれ出力された複数の検出信号に一つのON信号のみがある場合には、該ON信号が有効と判定される。
無人搬送車が誘導テープに沿って直進中に前記磁性体の左端部が例えば分岐誘導テープと対応すると、該誘導テープの例えばN極の磁束によって前記磁性体の左端部がN極に磁化されるので、磁性体の右端部はS極に磁化されることになる。このため、左右に設けたマーカセンサのうち左側のマーカセンサは、分岐誘導テープのN極の磁力によって、ON信号を出力し、右側のマーカセンサは、磁性体の右端部のS極の磁力によって、走行路面に実際に磁気マーカが無いにも拘らず、ON信号を出力する。このように複数のON信号が制御ユニットに送信された場合には、誤判定防止手段によって、各ON信号が全て無効と判定され、マーカセンサの誤判定が防止される。
本発明によれば、制御情報を指示する磁気マーカを検出するマーカセンサの検出精度を向上し、走行制御動作を適正に行うことができる。
この発明の無人搬送車の走行制御装置に用いられる誘導テープ及び磁気マーカの検出装置の拡大斜視図。 無人搬送車を具体化した一実施形態を示す一部破断略体平面図。 無人搬送車の略体右側面図。 無人搬送車の走行制御システムを示すブロック回路図。 無人搬送車の走行制御動作を説明するための平面図。 マーカセンサの検出動作の良否判定を説明するための説明図。 この発明の別の実施形態を示すマーカセンサの検出動作の良否判定を説明するための説明図。 従来の磁気誘導式無人搬送車の誘導走行を説明するための略体平面図。 従来の誘導テープと磁気マーカの磁束密度の強弱を説明するための説明図。 従来の磁性体を備えた検出装置の動作を説明するための説明図。 従来の検出装置の動作を説明するための平面図。
以下、本発明を具体化した無人搬送車の走行制御装置の一実施形態を図1〜図6にしたがって説明する。
図2に示すように、無人搬送車11は工場内に予め設定された走行ルートに沿って走行され、機械部品の自動搬送等を行うようになっている。走行ルートには磁気テープよりなるメイン誘導テープ12が所定の幅(例えば5cm)で敷設されると共に、該メイン誘導テープ12に斜交するように同じく磁気テープよりなる分岐誘導テープ13が所定の幅(例えば5cm)で敷設されている。前記誘導テープ12及び分岐誘導テープ13は、上面がN極、下面がS極の磁束を発生するようになっている。走行ルートにはメイン誘導テープ12及び分岐誘導テープ13の側方に位置するように無人搬送車11に各種の制御情報の指示を与えるための同じく磁気テープよりなる第1〜第4磁気マーカ14A〜14Dが複数箇所に敷設されている。第1〜第4磁気マーカ14A〜14Dは、上面がS極、下面がN極の磁束を発生するとともに、例えば進路変更、速度変更、進路変更、停止等の各種の制御情報を無人搬送車11に指示するようになっている。
図2及び図3に示すように、無人搬送車11の車体の下部には、左右一対の前輪15,16が設けられ、両前輪15,16は電動モータ17,18によって個別に回転駆動されるようになっている。車体の下部には、前輪15,16の後方に位置するように左右一対の従動輪19,20が設けられている。前記車体の内部には駆動エネルギとしてのバッテリー21及び無人搬送車11の各種の動作を制御する制御ユニット22が搭載されている。
前記無人搬送車11の前側には、前記誘導テープ12(13)の設置位置及び第1〜第4磁気マーカ14A〜14Dの上面の磁束の極性及び制御情報を検出するための検出装置23が配設されている。この検出装置23は、図1及び図5に示すように、無人搬送車11の車幅方向に指向する例えば合成樹脂等の非磁性体よりなる帯状の取付基板24と、該取付基板24に無人搬送車11の車幅方向、すなわち無人搬送車の走行方向と交差する方向に所定間隔で配列された複数個( 例えば16個) のホール素子等からなる第1磁気センサとしての検出素子25〜25とを備えている。そして、前記複数の検出素子25〜25のうちの所定個数(例えば4個)の検出素子25が前記誘導テープ12(13)と対応するように配列されている。前記所定個数の検出素子25〜25がON状態となって、その検出信号が前記制御ユニット22に出力されるようになっている。
前記取付基板24の左右両側部には、前記第1〜第4磁気マーカ14A〜14Dを検出するための第2磁気センサとしての第1〜第4マーカセンサ31〜34が設けられている。前記第1マーカセンサ31及び第3マーカセンサ33は、前記取付基板24の上面に配設され、第2マーカセンサ32及び第4マーカセンサ34は、前記取付基板24の下面に配設されている。第1〜第4マーカセンサ31〜34は、それぞれホール素子等により構成されている。S極を検出する前記第1マーカセンサ31は、例えば上面がS極の前記第1又は第2磁気マーカ14A,14Bを検出するようになっている。N極を検出する第2マーカセンサ32は、例えば上面がN極の誘導テープ12又は分岐誘導テープ13に反応するようになっている。S極を検出する前記第3マーカセンサ33は上面がS極の前記第3磁気マーカ14C又は第4磁気マーカ14Dを検出し、N極を検出する第4マーカセンサ34は例えば上面がN極の誘導テープ12又は右旋回用の分岐誘導テープ13(図示略)に反応するようになっている。前記第1〜第4マーカセンサ31〜34によって検出された検出信号(ON信号又はOFF信号)は、前記制御ユニット22に送信されるようになっている。
前記取付基板24には図示しないブラケットを介して、例えば、鉄材等よりなる横四角柱状の磁性体35が前記各検出素子25〜25及び第1及び第3マーカセンサ31,33の上方近傍に位置するように配設されている。この磁性体35によって背景技術において図10を用いて説明したように、誘導テープ12を検出する検出素子25の検出感度と、S極を検出する前記第1及び第3マーカセンサ31,33による前記第1〜第4磁気マーカ14A〜14Dの検出感度とを向上するようになっている。なお、前記取付基板24には前記検出素子25、第1〜第4マーカセンサ31〜34及び磁性体35を覆うように合成樹脂製のカバー36が装着されている。
次に、図4に基づいて、前記制御ユニット22の構成及び機能について説明する。
図4に示すように、前記制御ユニット22には各種のデータに基づいて、各種の演算、判定動作を行うための中央演算処理装置(CPU)41が備えられている。前記CPU41には無人搬送車11の運転制御動作を行うためのプログラム等のデータを予め記憶した読み出し専用のリードオンリーメモリ(ROM)42及び各種データの書き込み読み出し可能なランダムアクセスメモリ(RAM)43が接続されている。前記CPU41には前記バッテリー21によって作動される駆動回路44を介して前記電動モータ17が接続され、駆動回路45を介して前記電動モータ18が接続されている。前記CPU41には前記検出素子25〜25及び第1〜第4マーカセンサ31〜34によって検出された検出信号がそれぞれ入力されるようになっている。前記CPU41には各種のデータを入力するためのキーボードを備えた操作盤46が接続されている。
前記CPU41には、前記検出素子25〜25から送信された検出信号に基づいて前記電動モータ17,18を制御することにより無人搬送車を前記誘導テープ12に沿って走行させるように誘導する誘導制御手段51が備えられている。同じく前記CPU41には、前記第1〜第4マーカセンサ31〜34から送信された検出信号、つまり前記磁気マーカ14A〜14Dの全ての検出信号に基づいて、前記第1〜第4マーカセンサ31〜34の誤判定を防止するための誤判定防止手段52が備えられている。この誤判定防止手段52はソフトウェアフィルタによって構成され、該誤判定防止手段52によって、前記第1〜第4マーカセンサ31〜34からそれぞれ出力された4つの検出信号に一つのON信号のみがあり、他はOFF信号の場合には、該ON信号を有効と判定し、複数のON信号がある場合には、各ON信号を全て無効と判定することにより、誤判定を防止する機能を有している。
次に、前記のように構成された無人搬送車の動作について説明する。
図5に示すように、走行ルートに設けられた前記誘導テープ12に沿って無人搬送車11が走行している間は、複数の検出素子25〜25によって検出された検出信号が制御ユニット22のCPU41の誘導制御手段51に送信され、該誘導制御手段51によって次のように制御される。検出素子25〜25の16個のホール素子に1〜16の重み付け指数が設定され、ONしている検出素子25の重み付け指数の合計値を用いて、その中心位置、つまり誘導テープ12の中心位置O1が演算され、該中心位置O1と無人搬送車11の中心位置O2との偏差Δが演算される。そして、演算された偏差Δに基づいて、前輪15,16の一方の減速率が設定されて減速され、前記偏差Δが零となるように進行方向が補正され、自動走行が制御される。
無人搬送車11が図2に示すように誘導テープ12から分離した分岐誘導テープ13の手前にある第1磁気マーカ14Aに接近し、前記検出装置23の第1マーカセンサ31によって前記第1磁気マーカ14Aが検出されると、この検出信号が前記制御ユニット22の誤判定防止手段52に送信される。このとき、図6のaに示すように、第1マーカセンサ31から出力された検出信号はON信号となっており、第2〜第4マーカセンサ32〜34はいずれも第2〜第4磁気マーカ14B,14C,14Dを検出していないので、誤判定防止手段52にOFF信号として入力される。このため、誤判定防止手段52には4つの第1〜第4マーカセンサ31〜34のうち1つの第1マーカセンサ31のみがON信号となっているので、第1マーカセンサ31によって第1磁気マーカ14Aが検出されたことが有効信号と判定される。そして、第1磁気マーカ14Aの制御情報(左旋回)に基づいて例えば無人搬送車11が左旋回される。
前記第3マーカセンサ33によって前記第3磁気マーカ14Cが検出されて、第3マーカセンサ32のみがON信号となり、他の第1、第2及び第4マーカセンサ31,32,34がOFF信号となっている場合にも、図6のbに示すように誤判定防止手段52によって、第3マーカセンサ32のON信号が有効信号と判定される。そして、第3磁気マーカ14Cに予め記憶された制御情報(増速)に基づいて例えば無人搬送車11の走行速度が増速される。
なお、図6のc,dは、誘導テープ12の左右両側の走行路面に上面がN極の磁気マーカ(図示略)が設けられている場合における判定動作を示す。図6のc,dに示すように、第2マーカセンサ32のみがON信号の場合、第4マーカセンサ34のみがON信号の場合にも、誤判定防止手段52によってON信号が有効信号と見なされる。そして、第2磁気マーカ14B又は第4磁気マーカ14Dの制御情報に基づいて、例えば無人搬送車11の右旋回又は停止等の制御が行われる。
次に、図1に示すように、無人搬送車11が誘導テープ12に沿って直進し、左方向に分岐する前記分岐誘導テープ13に検出装置23の磁性体35の左端部が対応した場合の検出動作について説明する。
図1に示すように、前記磁性体35の左端部が分岐誘導テープ13の上方向に対応する状態においては、前記磁性体35の左端部のみがN極の磁束を発生する分岐誘導テープ13と対応することになる。このため、第2マーカセンサ32がON信号を誤判定防止手段52に出力する。又、磁性体35の左端部がN極に磁化され、これに伴って磁性体35の右端部がS極に磁化され、該磁性体35の右端部に磁束が発生することになる。従って、誘導テープ12の右側方に上面がS極の第3又は第4磁気マーカ14C,14Dが存在していなくても、磁性体35のS極化された右端部の磁束を、第3マーカセンサ33が検出し、該センサ33からON信号がCPU41の誤判定防止手段52に送信される。そして、図6のeに示すように、第1〜第4マーカセンサ31〜34のうち2つのセンサ32,33からそれぞれON信号が出力されている状態にあるので、該誤判定防止手段52により二つのON信号がともに無効であると判定され、全ての磁気マーカ14A〜14DがOFFされているものと判定され、誤判定が回避され、無人搬送車11の走行制御が適正に行われる。
又、図6のf,g,hに示すように前記第1〜第4マーカセンサ31〜34から二つのON信号が誤判定防止手段52に送信された場合においても、前述した動作と同様に、誤判定防止手段52によってそれらの二つのON信号は共に無効であると判定され、全ての磁気マーカ14A〜14DがOFFされているものと判定され、誤った判定が回避される。
上記実施形態の無人搬送車の走行制御装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、図1に示す検出装置23の第1〜第4マーカセンサ31〜34により検出されたON信号を制御ユニット22のCPU41の誤判定防止手段52に送信する。そして、該誤判定防止手段52によって、ON信号が一つのみの場合には、該ON信号を有効とし、複数のON信号がある場合には、それらのON信号を共に無効と判定するようにした。このため、検出装置23に設けられた磁性体35の左端部又は右端部が何らかの要因によって磁化され、この磁力の影響により第1〜第4マーカセンサ31〜34のいずれかが動作されてON信号が出力されても、二つのON信号が存在するので、それらが誤判定防止手段52によって共に無効と判定され、磁気マーカ14A〜14Dの誤判定を防止することができ、無人搬送車11の走行制御を適正に行うことができる。
(2)上記実施形態では、誤判定防止手段52をソフトウェアフィルタにより構成したので、ハードウェアを変更することなく、誤判定防止手段52を容易に構成することができる。
(3)上記実施形態では、検出装置23の検出素子25の左右両側方に左S極、左N極、右S極、右N極の検出用の第1〜第4マーカセンサ31〜34を設けたので、図6に示すように、誤判定となる多様な組み合わせに適正に対処することができ、誤検出を防止する精度を向上することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記第1〜第4マーカセンサ31〜34を、二つのセンサにしてもよい。この場合、検出素子25〜25の左方に上面がS極又はN極の磁気マーカ14を検出するマーカセンサを設け、検出素子25〜25の右方に上面がN極又はS極の磁気マーカ14を検出するマーカセンサを設ける。これらの場合には、図7に示すように、二つのマーカセンサからの出力信号にON信号が一つのみの場合に、誤判定防止手段52によって左マーカON又は右マーカONと判定される。二つのセンサからの出力信号にON信号が二つある場合に、誤判定防止手段52によってマーカOFFと判定され、誤判定が防止される。
・ソフトウェアフィルタにより構成された誤判定防止手段52に代えて、例えばハードウェアフィルタ等の別の誤判定を行う構成を採用してもよい。
Δ…偏差、O1,O2…中心位置、11…無人搬送車、12…誘導テープ、14A〜14D…磁気マーカ、22…制御ユニット、25…第1磁気センサとしての検出素子、31〜34…第2磁気センサとしての第1〜第4マーカセンサ、35…磁性体、51…誘導制御手段、52…誤判定防止手段。

Claims (5)

  1. 無人搬送車に設けられ、かつ走行路面に敷設された誘導テープの検出用の第1磁気センサと、
    上記第1磁気センサの左右両側方に配設され、かつ誘導テープの側方の走行路面に敷設された磁気マーカの検出用の複数の第2磁気センサと、
    前記第1及び第2磁気センサの上方に配設され、かつ前記両磁気センサの検出感度を向上するための磁性体と、
    前記第1及び第2磁気センサの検出信号に基づいて、無人搬送車の誘導走行及び各種の運転制御を行うようにした制御ユニットと
    を備えた無人搬送車において、
    前記制御ユニットは、複数の第2磁気センサからそれぞれ出力された複数の検出信号に一つのON信号のみがある場合には、該ON信号を有効と判定し、複数のON信号がある場合には、各ON信号を全て無効と判定する誤判定防止手段を備えていることを特徴とする無人搬送車の走行制御装置。
  2. 請求項1において、前記誤判定防止手段は、ON信号が一つか複数かをソフトウェアフィルタによって判定するように構成されていることを特徴とする無人搬送車の走行制御装置。
  3. 請求項1又は2において、前記第2磁気センサは、前記第1磁気センサの左右両側方にそれぞれ二箇所に設けられ、各一対の第2磁気センサは、走行路面に敷設された上面がS極又はN極の磁気マーカをそれぞれ検出するように構成されていることを特徴とする無人搬送車の走行制御装置。
  4. 請求項1又は2において、前記第2磁気センサは、前記第1磁気センサの左右両側方にそれぞれ一箇所に設けられ、両第2磁気センサは、走行路面に敷設された上面がS極又はN極の磁気マーカをそれぞれ検出するように構成されていることを特徴とする無人搬送車の走行制御装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項において、前記第1磁気センサは、複数の検出素子を車体の幅方向に所定の間隔をおいて配列することにより構成され、前記制御ユニットは、誘導テープによってONされた所定数の検出素子の中心位置、つまり誘導テープの中心位置と、車体の中心位置との偏差を演算し、該偏差を解消するように車体を誘導テープに沿って無人走行させる誘導制御手段を備えていることを特徴とする無人搬送車の走行制御装置。
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