JPH0417005A - 自走式自動追尾装置及び白線敷設装置及び白線撤去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、運動用のグランド」−等に白線を自動的に敷
設し、又は白線の撤去を行う装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、−面のグランドを有効利用する目的で多目的競
技場が開発されている。この種の多目的競技場は、競技
内容に合せて白線のラインを引くことにより、様々な競
技エリアに区画して用いられる。

従来、白線を引く装置としては、第６図に示すようなラ
イン引きと呼ばれる道具を使ってきた。

この種のライン引き装置は、車輪３０に容器３１が支持
され、容器３Ｉの下部には手動で開閉する排出口３２が
あり、手押しすると、車輪３０の回転に応じて容器３１
内の撹拌機３３が回転し、効率よく白粉を容器３１の排
出口３２に送り出す構造になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のライン引き装置は手押しして用いるので、まっす
ぐな直線を引くのは非常に難しい。まして周回トラック
の曲線部等は目安になるものがなければ素人にはとても
引けない。このように、従来のライン引き装置は、熟練
した人だけしか扱うことができず、少ない人数で広いグ
ランドに白線を引く作業は多くの時間と労力を要すると
いう問題があった。また、白線を撤去するために、箒で
掃き散らかして撤去するか、又はかき集めて撤去しなけ
ればならず、これもまた、手間のかかる作業である。

本発明の目的は、人の手を用いずに精度のよい白線を引
き、かつ、除去することのできる自動白線敷設・撤去装
置を提□供することにある。

〔課題を解決するための手段Ｊ 前記目的を達成するため、本発明に係る自走式自動追尾
装置においては、走行装置と、操舵制御部と、ガイドセ
ンサと、可動台と、位置制御部とを有する自走式自動追
尾装置であって、走行装置は、自走式の走行車輌であり
、ガイドセンサは、地中に埋設されたガイドマーカを検
出するものであり、 操舵制御部は、ガイドセンサの出力信号に基づいて走行
装置の位置制御を行い該走行装置をガイドマーカに追従
して走行させるものであり、可動部は、走行装置に搭載
され、かつ走行装置の進行方向に対し直交する方向に移
動するものであり、 位置制御部は、ガイドセンサの出力信号に基づいて可動
部をガイドマーカの真上に位置決めするものである。

また、本発明に係る白線敷設装置においては、走行装置
と、操舵制御部と、ガイドセンサと、可動台と、位置制
御部と、ライン引装置とを有する白線敷設装置であって
、 走行装置は、自走式の走行車輌であり、ガイドセンサは
、地中に埋設されたガイドマーカを検出するものであり
、 ガイドマーカは、多目的競技場の競技エリア等を区画す
るラインに対応させて地中に埋設されたものであり、 操舵制御部は、ガイドセンサの出力信号に基づいて走行
装置の位置制御を行い該走行装置をガイドマーカに追従
して走行させるものであり、可動部は、走行装置に搭載
され、かつ走行装置の進行方向に対し直交する方向に移
動するものであり、 位置制御部は、ガイドセンサの出ツノ信号に基づいて可
動部をガイドマーカの真］二に位置決めするものであり
、 ライン引装置は、走行装置により搬送され、所定幅に規
制された供給口より白粉を送り出し、ガイドマーカ上に
ライン引きを行うものであり、ライン引装置の供給口は
、可動部に下方に向けて支持され、ガイドマーカ上に保
持されるものである。

また、本発明に係る白線撤去装置においては、走行装置
と、操舵制御部と、ガイドセンサと、可動台と、位置制
御部と、吸引装置とを有する白線撤去装置であって、 走行装置は、自走式の走行車輌であり、ガイドセンサは
、地中に埋設されたガイドマーカを検出するものであり
、 ガイドマーカは、多目的競技場の競技エリア等を区画す
るラインに対応させて地中に埋設されたものであり、 操舵制御部は、ガイドセンサの出力信号に基づいて走行
装置の位置制御を行い該走行装置をガイドマーカに追従
して走行させるものであり、可動部は、走行装置に搭載
され、かつ走行装置の進行方向に対し直交する方向に移
動するものであり、 位置制御部は、ガイドセンサの出力信号に基づいて可動
部をガイドマーカの真上に位置決めするものであり、 吸引装置は、走行装置により搬送され、吸取口より、ガ
イドマーカ上のライン引き用白粉を吸い取り撤去するも
のであり、 吸引装置の吸取口は、可動部に下方に向けて支持され、
ガイドマーカ上に保持されるものである。

〔作用〕

自走式自動追尾装置が、ラインを引きたい場所の地中に
予め埋め込まれているガイドマーカを検知して、これに
沿って自走し、正確にマーカ上に白粉を捲くようにさせ
るための方法を以下に示す。

走行装置には、地中に埋め込まれたガイドマーカを検知
するカイトセンサと、ガイドマーカに沿って走るように
操舵させる操舵制御部を有している。

ガイドセンサはガイドマーカからのずれ量とその方向と
を符号付きの電圧値として出力する。ガイドマーカの中
央にある場合は、ガイドセンサの出力は０■であるが、
左右にずれると、十又は、−の出力電圧を示す。操舵制
御部は、このセンサ出力を用いて、ずれ量を修正する方
向に操舵制御信号を出力する。この操作によって、走行
装置はガイドマーカから外れることなく走行することが
できる。しかし、走行には多少なりとも蛇行をともなう
ので、さらに正確なラインを引くために、次のようにす
る。

走行装置に可動台を設置してこれを進行方向と直角に動
くようにしておき、この可動台に白粉の供給口を取り付
けて一緒に動かせるようにしておく。そして、この可動
台を走行装置の蛇行を相殺するように動かし、常に可動
台が、即ち、白粉の供給口が、ガイドマーカの中央にな
るように制御する。可動台の制御方法は以下のようなも
のである。

ガイドセンサは中央部付近ではガイドからのずれ量に比
例した信号を出力する。ガイドセンサがガイドマーカか
ら進行方向に向かって左にずれている場合は、車」−か
らみると、ガイドマーカがガイドセンサの中央から同じ
距離だけ逆に右に位置している。そこで、この場合はガ
イドセンサの出力信号に比例した量だけ可動台を右にず
らすことによって、可動台は実質的に地中に埋め込まれ
たガイドマーカの真上に位置していることになる。

走行装置はそれ自身の慣性や操舵系の影響によりある程
度蛇行することが避けられないが、走行装置に乗せられ
た可動台は別の駆動系で制御するので、応答の速い追従
性のよい動きを実現することができる。

白粉を撤去する場合も同じである。前述の可動台に吸取
口を取すイ・」けることによって、正確に白粉の上をト
レースしてきれいに白粉を除去することができる。

これによって、手間のかかる白線敷設と撤去の両方を無
人自動化でき、大きく省力化できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図により説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の実施例１を示す構成図である。

図において、本発明は自走式自動追尾装置を用いて、自
走式により白線引き或いは白線の撤去を行うものであり
、まず、本発明で用いる自走式自動追尾装置について説
明する。

多目的競技場では、競技内容に合せて白線のラインを引
くことにより、様々な競技エリアに区画して用いられる
。そこで、ガイドマーカ１１は、多目的競技場の競技エ
リアを区画するラインに対応させて地中に埋設させたも
のである。

走行装置Ｍは、自走式の走行車輌である。

ガイドセンサ１は、走行装置Ｍの前方位置に取付けられ
、地中のガイドマーカ１１を検出するものである。

操舵制御部５は、ガイドセンサ１の出力信号に基づいて
左輪モータドライバ７、右輪モータドライバ８を駆動制
御を行い、その出力左輪モータ９及び右輪モータ１０に
よる走行装置Ｍの左右駆動輪Ｍｌｌ　Ｍ２の回転速度Ｖ
、、　ＶＲをコントロールするもので、該走行装置Ｍを
ガイドマーカ１１に追従して走行させるものである。

走行装置Ｍは、該走行装置Ｍの進行方向と直交する方向
にイ４勢された２木のレール２ａ、　２ａを備え＝１１ ている。

可動台２は、２本のレール２ａ、　２ａに支持され、走
行装置Ｍの進行方向と直交する方向に往復動可能に設置
されている。レール２ａ、　２ａの両端にはプーリ３ａ
、　３ａが設置され、可動台２に結び付けられた牽引ワ
イヤ３ｂがプーリ３ａ、　３ａ間に懸は渡されている。

一方のプーリ３ａにはステッピングモータ３の出力軸が
連結されている。

位置制御部４は、ガイドセンサ１の出力に基づいてステ
ッピングモータドライバ６を駆動制御しステッピングモ
ータ３で可動台２を走行装置Ｍの進行方向と直交する方
向に往復移動させ、可動台２をガイドマーカ１１の真上
に位置決めするものである。

ガイドセンサ１の出力は、例えば、第２図のような特性
であり、中央部の線形領域ではガイドマーカ１１に対す
るガイドセンサ１のずれ量Ｘに対し、ガイドセンサｌの
センサ出力Ｅは Ｅ＝ＫＩＸＸ 但し、Ｋ１：正の比例定数 の関係がある。

ガイドセンサ■の出力は走行装置Ｍの操作を行う操舵制
御部５と可動台２の位置制御部４との両方に接続されて
いる。走行装置Ｍの操舵制御部５では、ガイドセンサｌ
の出力を用いて、駆動輪Ｍ１　＋Ｍ２に与える速度を演
算する。駆動輪Ｍｔ、　Ｍ２は左右独立にモータ９，１
０により駆動され、その左右に回転差をもたせることに
よって操舵を可能にしている。駆動輪’１＋　Ｍ２の速
度は次の式で与えられる。

ＶＬ＝Ｖ、−Ｕ ＶＲ＝Ｖｏ＋Ｕ 但し、ＶＬ：左輪速度 ■Ｒ：右輪速度 Ｖｏ：走行速度 Ｕ　：操舵修正速度 操舵修正速度Ｕはガイドセンサ１の出ノＩＥに比例して
おり、 Ｕ＝に２ｘＥ 但し、Ｋ２・正の比例定数 の関係にある。いま、走行装置Ｍがガイドマー力１１か
ら右にＸｃｍずれた場合を考える。但し、Ｘｃｍのずれ
は第２図に示す中央部付近の線形関係が保たれている範
囲内でのずれとする。走行装置Ｍに固定されたガイドセ
ンサｌは、正の出力を示す。

そこで、これを上式に代入すると、Ｕも正の値をとる。

従って、左右輪速度は Ｖ、＞Ｖ。

の関係になり、走行装置Ｍは左方向に回転し、ガイドマ
ーカ１１の中央に戻ることができる。

一方、可動台２の位置制御部４ではガイドセンサ１の出
ツノを用いて、可動台２の位置を決める。

先の例のように、走行装置Ｍが、ガイドマーカ１１から
右にＸｃｍずれた場合は、車上のガイドセンサ１からガ
イドマーカ１１を見た場合、同じ量Ｘｃｍだけ左にずれ
たことになる。可動台２を同じ量Ｘｃｍだけ中央から左
にずらしてやることによって、ガイドマーカ１１の真上
に可動台２をもってくることができる。

可動台２は摩擦抵抗の少ないレール２ａ、　２ａ上に乗
せられており、その牽引ワイヤ３ｂはステッピングモー
タ３の回転軸に接続され、可動台２はモータ３の回転に
合わせてレール２ａ、　２ａ上を可動する。

従って、モータ３の回転量Ａが可動台２の移動量Ｍと比
例し、 Ｍ＝に３ＸＡ 但し、Ｋ３：正の比例定数 の関係にある。また、モータ３の回転量Ａは与えるパル
ス数Ｓに比例し、 Ａ＝に４ＸＳ 但し、Ｋ４．正の比例定数 の関係にある。そこで、ガイドセンサ１の出力Ｅに比例
したステッピングモータ駆動用パルス数Ｓを発生させる
。その関係式は、 Ｓ＝に５×Ｅ 但し、Ｋ５：正の比例定数 である。従って、移動量Ｍとガイドセンサ１の出力Ｅと
は、 Ｍ＝ＫＸＥ Ｋ＝に３ＸＫ、１ＸＫ５ なる比例関係がある。比例定数を適当に選べば、ガイド
マーカ１１の真上位置に可動台２を合わせることができ
る。また、上記の方法以外にも可動台２をリニアモータ
で動かすことも可能である。

原理的にもまた、実際上も車体の大きな慣性や駆動伝達
系の遊びなどの原因によって、多少の蛇行は避けられな
いのに対し、可動台２は質量も軽く慣性が少ないので、
高速に追従させることができる。

（実施例２） 第３図は本発明に係る自走式自動追尾装置を応用した白
線敷設装置を示す構造図である。

図において、ガイドセンサｌは操舵制御を容易にするた
めに駆動輪Ｍ１＋Ｍ２からできるだけ前方に置かなけれ
ばならないので、走行装置Ｍの最前部の底部にＴカに向
けて設置しである。また、可動台２は位置精度を保つた
めに、ガイドセンサｌとできるだけ接近させておかなけ
ればならないので、ガイドセンサｌのすぐ後に設置する
。可動台２には、白線引き装置１５の供給口２０が蛇腹
管２０ａを介して取り付けられており、操作パネル１７
の指示によって供給口２０の開閉が行われる。白粉は白
線弓き装置１５に上部の白粉投入口１８より注入され、
重力によって供給口２０に運ばれる。その際均−な吐出
量を維持するため、供給口２０の近傍に車の移動速度に
比例して回転数の変化する撹拌機１９を取り付けている
。この撹拌機１９は供給口２０が開状態のとき作動する
。可動台２は牽引ワイヤ３ｂでステッピングモータ３の
回転が伝達される。ステッピングモータ３は位置制御部
４からの駆動パルスを受ける。操舵制御部５の左右駆動
輪速度と位置制御部４のステッピングモータ回転数は１
つのＣＰＵ上で動くソフトウェアで演算しており、出ノ
Ｊがそれぞれ別のモータドライバ（第１図のモータドラ
イバ６、７．８）に送られてモータ３，９，１０を駆動
する。ガイドセンサｌの出力は逐次Ａ／Ｄ変換してデジ
タル量としてＣＰＵに送られる。走行装置Ｍの駆動輪Ｍ
１゜Ｍ２は左右独立にモータ９．１０で駆動される。全
ての操作は上部のパネル１７で入力される。

走行装置Ｍには、地中に埋められたガイドマーカ１１を
検知するガイドセンサ１と、ガイドマーカ１１に沿って
走るように操舵させる第１図の操舵制御部５を有してい
る。ガイドセンサ１はガイドマーカ１１からのずれ量と
その方向とを符号付きの電圧値として出力する。ガイド
マーカ１１の中央にある場合には、ガイドセンサ１の出
力はｏ■であるが、左右にずれると、十又は、−の出ツ
ノ電圧を示す。

操舵制御部５は、このセンサ出力を用いて、ずれ量を修
正する方向に操舵制御信号を出力する。この操作によっ
て、走行装置Ｍはガイドマーカ１１がら外れることなく
走行することができる。しかし、走行には多少なりとも
蛇行をともなうので、さらに正確なラインを引くために
、次のようにする。

走行装置Ｍに可動台２を設置してこれを進行方向と直角
に動くように第１図の位置制御部４にて制御し、この可
動台２に白粉の供給口２０を取り伺けて一緒に動かせる
ようにしておく。そして、この可動台２を走行装置Ｍの
蛇行を相殺するように動かし、常に可動台２、即ち、白
粉の供給口２０が、ガイドマーカ１１の中央になるよう
に制御する。可動台２の制御方法は以下のようなもので
ある。

ガイドセンサ］は中央部付近ではガイドからのずれ量に
比例した信号を出力する。ガイドセンサ１がガイドマー
カ１１から進行方向に向かって左にずれている場合は、
車上からみると、ガイドマーカ１１がガイドセンサ１の
中央から同じ距離たけ逆に右に位置している。そこで、
この場合はガイドセンサＩの出力信号に比例した量だけ
可動台を右にずらすことによって、可動台２は実質的に
地中に埋め込まれたガイドマーカ１１の真上に位置して
いることになる。

走行装置Ｍはそれ自身の慣性や操舵系の影響により、あ
る程度蛇行することが避けられないが、走行装置Ｍに乗
せられた可動台２は別の駆動系で制御するので、応答の
速い追従性のよい動きを実現することができる。

高機能なものとしては、マツプ機能を備え、別途路面に
埋め込んだ位置マーカと組み合わせて、競技毎に違う境
界線を書き分けることができるようにしてもよい。路面
に埋め込まれたガイドマーカは屋外での使用に適したフ
ェライトマーカを用いており、幅５ｃｍ、厚み１　ｃｍ
で、深さ５　ｃｍの所に埋め込まれている。その他の構
成は第１図の構成を採用している。

（実施例３） 第４図は本発明に係る自走式自動追尾装置を応用した白
線撤去装置を示す構造図である。

本実施例では、走行装置Ｍと可動台２の追従装置の部分
は第５図と同じであるが、白線引き装置１５の代わりに
、粉末を撤去するための吸取装置２５を用いたものであ
る。吸取装置２５の吸取口２４は蛇腹管２５ａを介して
可動台２に下方に向けて取付けられており、その排出口
には回収袋２１が取イ４けられている。回収袋２１には
、図示しないフィルタを介して排気口２３が接続されて
いる。２２は回収袋取出口である。その他の構成は第１
図の構成を採用している。

本実施例では、吸取装置２５の吸取口２４はガイドマー
カ１１上に常に位置することとなり、走行装置Ｍがガイ
ドマーカ１１に沿って移動しつつ吸取装置２５でガイド
マーカｌｌ上の白粉を吸い取り撤去することができる。

第５図は自走車がガイドマーカの上を走行した際の、ガ
イドセンサ１のずれ量Ｘと可動台２の移動量Ｍ、そして
、可動台２のガイドマーカからの偏差Ｄｅを示したもの
である。ガイドセンサｌのずれ量を可動台２がうまく吸
収して、可動台２が、ガイドマーカ１１からあまりずれ
ずによく追従していることが分かる。

白線の敷設機能と撤去機能とを組み合わして、敷設と撤
去との両方を１台でこなせる装置として構成してもよい
。また、本特許の自走式自動追尾装置は白線敷設撤去装
置への応用だけでなく、般道路で白線を敷くロボットに
全く同様に応用ができるし、道路の作業ロボットにおい
て、車輌が蛇行しても作業台は蛇行せずに常にまっすぐ
安定に保たれるので、位置精度の必要な作業を行う作業
台としての用途には最適である。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明の白線敷設装置を用いるこ
とにより、車体が路面の凹凸などで太きく蛇行しても、
白線のラインは正確に路面下のガイドマーカの位置に引
かれる。また、周回トラックなどの曲線部は大きな蛇行
の原因になるが、本装置を用いることで、正確な曲線を
描くことができ、かつ白線を撤去することができる。ま
た、ガイドマーカは一度設置してしまえば何度でも同じ
場所に正確にラインを描くことができるので、境界線の
精度を要する競技や複雑な幾何学の模様を書かなければ
ならない競技等に用いることによって、より一層効果的
な使い方ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自走式自動追尾装置の構成の一実
施例を示す図、第２図は自走車のガイドセンサの特性の
一例を示す図、第３図は本発明に係る白線敷設装置の構
成の一実施例を示す図、第４図は本発明に係る白線撤去
装置の構成の一実施例を示す図、第５図は自走式自動追
尾装置の効果を示す図、第６図は従来のライン引きの構
成を示す図である。 １・・・ガイドセンサ　　　　　２・・可動台３・・・
ステッピングモータ ５・・・操舵制御部 １４・・・牽引ワイヤ Ｉ７・・・操作パネル ２０・・・供給口 位置制御部 ガイドマーカ 白線引き装置 ・・撹拌機 ・吸取口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）走行装置と、操舵制御部と、ガイドセンサと、可
   動台と、位置制御部とを有する自走式自動追尾装置であ
   って、 走行装置は、自走式の走行車輌であり、 ガイドセンサは、地中に埋設されたガイドマーカを検出
   するものであり、 操舵制御部は、ガイドセンサの出力信号に基づいて走行
   装置の位置制御を行い該走行装置をガイドマーカに追従
   して走行させるものであり、可動部は、走行装置に搭載
   され、かつ走行装置の進行方向に対し直交する方向に移
   動するものであり、 位置制御部は、ガイドセンサの出力信号に基づいて可動
   部をガイドマーカの真上に位置決めするものであること
   を特徴とする自走式自動追尾装置。
2. （２）走行装置と、操舵制御部と、ガイドセンサと、可
   動台と、位置制御部と、ライン引装置とを有する白線敷
   設装置であって、 走行装置は、自走式の走行車輌であり、 ガイドセンサは、地中に埋設されたガイドマーカを検出
   するものであり、 ガイドマーカは、多目的競技場の競技エリア等を区画す
   るラインに対応させて地中に埋設されたものであり、 操舵制御部は、ガイドセンサの出力信号に基づいて走行
   装置の位置制御を行い該走行装置をガイドマーカに追従
   して走行させるものであり、可動部は、走行装置に搭載
   され、かつ走行装置の進行方向に対し直交する方向に移
   動するものであり、 位置制御部は、ガイドセンサの出力信号に基づいて可動
   部をガイドマーカの真上に位置決めするものであり、 ライン引装置は、走行装置により搬送され、所定幅に規
   制された供給口より白粉を送り出し、ガイドマーカ上に
   ライン引きを行うものであり、ライン引装置の供給口は
   、可動部に下方に向けて支持され、ガイドマーカ上に保
   持されるものであることを特徴とする白線敷設装置。
3. （３）走行装置と、操舵制御部と、ガイドセンサと、可
   動台と、位置制御部と、吸引装置とを有する白線撤去装
   置であって、 走行装置は、自走式の走行車輌であり、 ガイドセンサは、地中に埋設されたガイドマーカを検出
   するものであり、 ガイドマーカは、多目的競技場の競技エリア等を区画す
   るラインに対応させて地中に埋設されたものであり、 操舵制御部は、ガイドセンサの出力信号に基づいて走行
   装置の位置制御を行い該走行装置をガイドマーカに追従
   して走行させるものであり、可動部は、走行装置に搭載
   され、かつ走行装置の進行方向に対し直交する方向に移
   動するものであり、 位置制御部は、ガイドセンサの出力信号に基づいて可動
   部をガイドマーカの真上に位置決めするものであり、 吸引装置は、走行装置により搬送され、吸取口より、ガ
   イドマーカ上のライン引き用白粉を吸い取り撤去するも
   のであり、 吸引装置の吸取口は、可動部に下方に向けて支持され、
   ガイドマーカ上に保持されるものであることを特徴とす
   る白線撤去装置。