JPH0435923Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、物品搬送等に用いる移動車を自動走
行させるための走行制御手段を備えた光学誘導式
移動車、詳しくは、走行経路に沿つて設けられた
移動車誘導用のラインを検出する光センサを備
え、前記光センサによる検出情報に基づいて、移
動車を前記ラインに沿つて走行させる走行制御手
段を備えた光学誘導式移動車に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の光学誘導式移動車においては、二
股状や三股状の交差点を形成するように移動車誘
導用のラインを配設したり、移動車を複数個のス
テーシヨン間に亘つて走行させるように移動車誘
導用のラインを配設し、そのラインからの光を受
光する光センサによる検出情報に基づいて、走行
制御することになる。

ちなみに、移動車誘導用のラインとしては光反
射テープを貼設して構成されたり、紫外線の照射
により発光する蛍光塗料等の発光物質を帯状に塗
設して構成されることになり、前者の場合には、
光反射テープからの反射光を光センサにて検出さ
せ、そして、後者の場合には、発光物質からの発
生光を光センサにて検出させることになる。

上記光センサの従来構成を、走行路面上に光反
射テープを貼設する場合を例に挙げて、第７図に
基づいて説明すれば、移動車Ａに設けた光源５に
て、走行路面上に設けた光反射テープ４を照光
し、その光反射テープ４からの反射光を、CCD
等のイメージセンサを用いた受光部６の受光面上
に、球面レンズLbにて正立像として縮小投影さ
せるように構成してあつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

この種の移動車においては、その走行経路を自
動判別させたり、その運行を地上側設備により集
中管理しながら自動走行させるために、移動車内
に各種制御機器を搭載することとなり、その搭載
スペースを確保するために、走行を制御するため
の各種情報を検出するセンサ等を、小型化するこ
とが望まれている。

しかしながら、上記従来構成になる光センサに
あつては、移動車誘導用のラインからの光を受光
部に導くに、球面レンズを用いて集光するように
してあつたので、ラインと光センサの受光面との
間の光路長が長くなつて、光センサを小型化でき
ない不利がある。

一般的に、球面レンズを用いて物体の正立像を
得るようにするためには、複数個の球面レンズを
組み合わせて使用する必要があり、又、レンズ周
辺部まで使用して結像させると、結像面において
像の歪が増加するため、物体面と結像面との間の
光路長を、焦点距離より短くすることは困難であ
り、又、光路長が長くなることからも、結像面に
到達する光量が低下するため、光センサの受光感
度を高くする必要がある。ちなみに、一般的な球
面レンズを使用した場合の焦点距離は、30cm前後
である。

しかしながら、光センサの受光感度をあまり高
くすると、移動車誘導用のラインからの光以外の
センサ周辺部から入射する光をも受光して、光セ
ンサから得られたラインの検出情報の精度が低下
して、誤動作し易くなる不都合が生じる。

又、物体面と結像面との間の光路長を短くする
ためには、使用する球面レンズの焦点距離が短
い、例えば、広角レンズ等を用いることも考えら
れるが、その場合、視野角が大きくなると共に、
レンズ周辺部の像がボケたり、レンズ中心部と周
辺部との受光量の差が大きくなつて、ラインの周
辺部まで均質に検出することが困難になる不利が
ある。

又、第５図に示すように、上記光反射テープ４
の反射面に、走行経路を示す操向情報として、こ
の光反射テープ４の長手方向に沿つて形成した縞
模様のみならず、走行経路の停止位置や分岐位置
等を表示するマークm₁〜m₃を設ける等、ライン
そのものを用いながら各種情報を表示することも
あり、この場合、上述したように、結像画すなわ
ち光センサの受光面における受光量が均質でなか
つたり、像がボケたりすると、このような細かい
模様として形成されることになる各種情報を正確
に検出できなくなる虞れがある。

従つて、球面レンズを用いて光センサにライン
からの光を導く構成では、光センサの構成を、簡
素化したり、小型化することは困難であつた。

本考案は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、移動車誘導用のラインを検出
するための光センサを、その検出精度を低下させ
ることなく小型化することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案による光学誘導式移動車の特徴構成は、
前記光センサを構成するに、前記移動車誘導用の
ラインからの光を受光部に導く複数個の屈折率分
布形レンズを、前記ラインの幅方向に沿つて配列
してある点にあり、その作用並びに効果は以下の
通りである。

〔作用〕

一般的に、屈折率分布形レンズを用いると、下
記（）式に示すように、物体面つまりライン面
と、像面つまり光センサの受光部との間の距離
TCは、使用するレンズの長さZ₀と、その作動距
離l₀の２倍の和となる。（第１図参照） TC＝Z₀＋2l₀ ……（） 但し、l₀＝−１／n₀√Ａtan（Z₀π／Ｐ） Ａ：屈折率分布定数 n₀：レンズ光軸上屈折率 Ｐ：レンズ内を光が蛇行する１周期長 である。

そして、屈折率分布形レンズを、移動車誘導用
のラインの幅方向に沿つて複数個配列し、各レン
ズを透過する光を、光センサの受光面に夫々導く
ことにより、全体として、ラインからの光が、短
い光路長で受光部の大きさに拘らず、その周辺ま
で均質に到達するようにできるのである。

又、光路長を短くできることから、光センサを
ラインに接近させた状態で配置できると共に、上
記屈折率分布形レンズ単体の視野角は比較的狭い
ので、特別な遮蔽手段等を設けることなく、光セ
ンサがライン以外からの光を受光することを防止
できる。

〔発明の効果〕

従つて、ラインからの光を、短い光路長で且つ
受光部の大きさに拘らずその周辺まで均質に導く
ように、受光部に導くことができるので、光セン
サを、その検出精度を低下させることなく、ライ
ンと光センサの受光部との間の光路長を短縮させ
て小型化できる。しかも、屈折率分布形レンズの
特性からも、ラインからの光以外のレンズが受光
部に入射しにくいものにできると共に、屈折率分
布形レンズ以外のレンズや反射鏡等を用いること
なく正立像が得られるので、その点からも、光学
系の構成を簡素化しながら、光センサ全体の大き
さを従来に比較して大幅に小型化することが可能
となるのである。もつて、全体として、外乱の影
響を受けにくい検出面で優れたものにしながら
も、光センサを移動車へ設置するスペースの削減
を図ることができ、光センサを移動車に設ける場
合の設置面や配置面における自由度が高くなり、
移動車の構成を有利にできるのである。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第３図及び第４図に示すように、荷載置台１を
駆動昇降自在に備えた移動車Ａを設け、荷移載用
ステーシヨンSTの複数個を移動車走行経路の横
側部に位置させて設け、もつて、移動車Ａを各ス
テーシヨン間に亘つて走行させながら各種荷の運
搬作業を行わせるように構成してある。

前記移動車Ａを構成するに、左右一対の推進車
輪２を、一対の電動モータＭにて各別に駆動自在
に設けると共に、左右一対のキヤスタ式の遊転輪
３を、車体前後端部に設けて、前記左右推進車輪
２，２の回転速度に差を付けるように前記両電動
モータＭ，Ｍを変速操作して、操向させるように
してある。

そして、第３図〜第５図に示すように、移動車
誘導用ラインとしての光反射テープ４を走行路面
側に設けると共に、移動車Ａ側に前記光反射テー
プ４を検出する光センサＳを車体の前後両端部に
設け、移動車Ａをこの光反射テープ４に沿つて自
動走行させるように制御する走行制御手段を設け
て、移動車ＡをステーシヨンST間に亘つて自動
走行させるようにしてある。

第２図に示すように、前記光反射テープ４を照
光する照光手段としての光源５、イメージセンサ
を用いた走行情報検出用の受光器６、及び、詳し
くは後述する構成になる集光用のレンズＬとから
なる光センサＳを、移動車Ａの前後両端部夫々に
設け、そして、その光センサＳの検出情報に基づ
いて、移動車Ａをライン４に沿つて走行させる走
行制御手段を設けてある。つまり、ホストコント
ローラ７、イメージ処理コントローラ８、デジタ
ルサーボコントローラ９を備えた走行制御装置Ｂ
を、移動車側に設け、更に、前記両電動モータＭ
に付設のエンコーダ１０を、前記デジタルサーボ
コントローラ９に接続すると共に、前記デジタル
サーボコントローラ９を、サーボアンプドライバ
１１を介して両電動モータＭに対するサーボアン
プ１２に接続し、もつて、前記イメージ処理コン
トローラ８にて前記光反射テープ４に対する機体
に横偏位量を零にするように、前記両電動モータ
Ｍを変速操作するように構成してある。

第１図に示すように、前記光センサＳは、走行
路面上に設けた光反射テープ４と、光センサＳの
受光器６との間に、屈折率分布形レンズＬの複数
個を前記光反射テープ４の幅方向に沿つて配列し
たレンズアレイLaを設けたものであつて、各屈
折率分布形レンズＬを介して導かれる光反射テー
プ４からの反射光が、前記受光部６上に互いに隣
接する状態で結像し、全体として、光反射テープ
４を、その正立像としてレンズアレイLaを通し
て受光部６にて透視する状態となるようにしてあ
る。尚、本実施例では、前記受光器６を二次元の
イメージセンサを用いてあることから、前記レン
ズアレイLaは、屈折率分布形レンズＬを光反射
テープ４の長手方向にも複数個を配列してある。

ちなみに、本実施例では、前記屈折率分布形レ
ンズＬのレンズ長Z₀を約30mmに、その作動距離l₀
を約22mmに、夫々設定してあり、光反射テープ４
と受光部６の受光面との間の光路長が約74mmとな
るように構成してある。

従つて、光路長が非常に短くなることから、受
光部６と光反射テープ４とを接近させて配置でき
るので、光反射テープ４の検出面以外からの光が
受光部６に入射しにくくなり、特別な遮蔽部材が
不要になる。又、光路長が短いことから、受光部
６に到達する光量低下が少なくなり、前記光反射
テープ４を照光する光源５の照光量も小さくでき
る。もつて、光センサＳの設置スペースが非常に
コンパクトなものとなり、光センサＳ全体を、移
動車Ａの車体下部に収納することも可能である。

尚、前記光センサＳは、前進時には前方側のも
のを、後進時には後方側のものを選択使用するよ
うにしてある。

又、第４図及び第５図に示すように、前記ステ
ーシヨンSTに対する移動車Ａの停止位置、交差
点における分岐開始位置、及び、減速走行開始位
置等の走行制御情報を表示するマークm₁，m₂，
m₃を、前記光反射テープ４上に貼着して設ける
と共に、行先データ、旋回データ等の各種制御情
報を、地上側から移動車側に伝達できるように、
及び、ステーシヨン到着データ、交差点到着デー
タ等の各種情報を、移動車側から地上側へ伝達で
きるように、第２図及び第４図に示すように、光
通信装置１３，１４を、移動車側、及び、地上側
のステーシヨン部や交差点部に、夫々設けてあ
る。そして、移動車側の通信装置１３を前記ホス
トコントローラ７に、且つ、地上側通信装置１４
を地上側設備としての中央制御装置Ｃに、夫々接
続し、もつて、移動車Ａと地上側設備としての中
央制御装置Ｃの間で双方向に通信できるようにし
てあり、前記中央制御装置Ｃに入力される情報や
予め記憶された情報等の各種情報に基づいて、交
差点において分岐走行させながら移動車Ａを所望
のステーシヨンSTに自動走行させることができ
るようにしてある。尚、図中、ａは前記通信装置
１３，１４の送信器、ｂは受信器である。

そして、前記光センサＳが操向制御情報と共に
マーク読み取りによつて走行制御情報を検出し、
イメージ処理コントローラ８がマーク判別信号を
ホストコントローラ７に伝達し、ホストコントロ
ーラ７が、走行速度情報、旋回情報、前後進情報
等をデジタルサーボコントローラ９に伝達し、デ
ジタルサーボコントローラ９が、使用する検出部
の選択情報をイメージ処理コントローラ８に伝達
し、更に、デジタルサーボコントローラ９が、走
行中であるか否かの情報をホストコントローラ７
に伝達する等、各コントローラ７，８，９間にお
いて情報交換しながら移動車Ａの走行制御を行う
ようにしてある。但し、中央制御装置Ｃに対する
指令情報入力部を各ステーシヨンSTに設け、又、
ホストコントローラ７に対する情報入力部を、移
動車Ａに備えさせてある。

以下、前記走行制御作動について、第６図に示
すフローチヤートに基づいて詳述する。

すなわち、行先データ等の走行指令を、前記通
信装置１３，１４を介して伝達されると、前記光
センサＳによる画像取り込みが開始され、光反射
テープ４のセンターからのずれ量測定に伴い操向
制御が行われ、次に、走行制御指令用マークm₁
〜m₃の読み取りに伴い交差点での分岐走行、ス
テーシヨンST近傍での減速走行、及び、ステー
シヨンST等での一旦停止が行われることになる。
尚、前記画像取り込みを開始する際において、光
反射テープ４が無い時（前記走行制御指令用マー
クm₁〜m₃が無い時を含む）には、非常停止させ
て安全性を高めるようにしてあり、又、起動指令
（移動車走行のための電源ON信号や前記通信装
置１３，１４を介しての走行指令信号の受信等）
がある時にのみ移動車Ａが走行されることにな
る。

〔別実施例〕

移動車誘導用のライン４からの光を、光センサ
Ｓの受光部６に導く屈折率分布形レンズＬとして
は、いわゆる、ロツドレンズ、セルフオツクスレ
ンズ、GRINレンズ等と呼称されるものであり、
その屈折率分布定数やレンズ長等は、要求される
検出精度や設置スペースに応じて設定できる。
又、これらの屈折率分布形に形成されたガラス製
やプラスチツク製の光フアイバを所定長さに切断
したものを用いてもよい。

又、光反射テープ４を照光するための照光手段
５としては、蛍光灯、白熱ランプ、発光ダイオー
ドアレイ等、各種のものが使用できる。

又、光センサＳの受光部６を構成するに、
CCD等を用いたイメージセンサを二次元型に構
成する他、一次元型のものを用いたり、フオトダ
イオード等の受光素子を複数個配列したものを用
いる等、各種変更できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る光学誘導式移動車の実施例
を示し、第１図は光センサの構成を示す図面、第
２図は走行制御装置の構成を示すブロツク図、第
３図は移動車の全体側面図、第４図は走行経路の
レイアウトを示す平面図、第５図は光反射テープ
の構成を示す拡大平面図、第６図は走行制御装置
の動作を示すフローチヤートである。第７図は従
来例を示す図面である。 Ａ……移動車、Ｓ……光センサ、４……光反射
テープ、６……受光部、Ｌ……屈折率分布形レン
ズ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 走行経路に沿つて設けられた移動車誘導用のラ
   イン４を検出する光センサＳを備え、前記光セン
   サＳによる検出情報に基づいて、移動車Ａを前記
   ライン４に沿つて走行させる走行制御手段を備え
   た光学誘導式移動車であつて、前記光センサＳを
   構成するに、前記ライン４からの光を受光部６に
   導く複数個の屈折率分布形レンズＬを、前記ライ
   ン４の幅方向に沿つて配列してある光学誘導式移
   動車。