JPH0785020B2

JPH0785020B2 - 自立型走行車

Info

Publication number: JPH0785020B2
Application number: JP62064749A
Authority: JP
Inventors: 稔東原; 嘉也山上; 健司上山
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1987-03-19
Filing date: 1987-03-19
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: JPS63231211A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、所定の領域内において、無人により直線走
行、方向転換等を行いながら自立的に芝刈り等の作業を
行う装置の位置、方位検出装置に関するものである。

（ロ）従来の技術無人走行車等の位置、方位検出器としては、地磁気セン
サ、TVカメラ等のように外部の情報を取り込む外界セン
サと、ジヤイロコンパスのように走行車自身の内部情報
に基く内界センサに大別される。

外界センサについて、TVカメラ、赤外線、超音波センサ
等を用いる場合、外部の目印となるものを認識したり、
基準点を設けて赤外線や超音波により、測距して位置を
検出する方法が用いらえているが芝刈りロボツト等のよ
うに屋外で使用され、外部に適当な目印や基準点のない
場合や、装置できない場合には対応できない。また作業
の場所、走行径路等の変更には、基準点の位置関係など
システム的な要素の変更が必要となり、容易には変更で
きない。一方、特開昭61−193209号の実施例では、外部
固定点と走行車間をワイヤで連結し、ワイヤの長さによ
り、距離情報を得る方式が記載されているが、固定点と
走行車間を直線で結べないような障害物がある場合、こ
の方式を用いることはできない。

また地磁気センサや特開昭61−10302号に記載されてい
るような電波による方向探知機を用いる場合では、外部
の磁気発生源（エンジン、モータ、金属等）や建築物に
よる電波の反射波の影響を受けることが多く、補正が必
要であり、使用場所も限定される。

他方、内界センサについて、ジヤイロコンパスの場合、
精度は高いものが得られる反面、エンジンや路面の凹凸
による振動の影響を受け易く、防振対策が必要であり、
かつジヤイロコンパス自体のコストが高いのが現状であ
る。

さらに第３回日本ロボツト学会学術講演会論文集P247〜
248には、ロータリーエンコーダを連結した移動距離計
測輪を左右に２個用いて無人車の位置、方位で検出する
方式が記載されているが、この計測輪では、路面に比較
的小さな凹凸がある場合、この凹凸に沿って計測輪が回
転し移動距離の頻度が低下するという欠点を持つ。

（ハ）発明が解決しようとする問題点本考案は無人により、所定領域内を自立走行して作業を
行う自立型走行車において、走行する路面が、平面では
なく、凹凸がある場合においても移動距離を正確に検出
する検出機能を有した自立型走行車を実現することを目
的としている。

ニ）問題点を解決するための手段本発明は、このような点に鑑みて為されたもので、所定
の平面領域内を自走しながら、その走行距離を積算する
自立型走行車において、本体と、走行面の凹凸に対して
上記本体を前記平面領域に対して略平面に保持し得るよ
うに、間隔を十分長くして上記本体に取り付けられた駆
動輪及び従動輪と、上記本体から走行面に対して弾性的
に圧接される計測輪と、該計測輪の回転を検知する回転
検知手段と、上記計測輪の上下動を検知する上下動検知
手段とから成り、上記回転検知手段からの信号と、上記
上下動検知手段からの信号により前記平面領域に対して
平行な方向の走行距離を算出するようにしている。

ホ）作用第１図に示す如く、ある時間Δｔの間に、計測輪（１）
がＡからＢに移動してその距離（曲線▲▼）が計測
輪（１）の回転数から検出されるとともに、垂直方向の
変動ΔＹが上下動検知器で検知されると、実際の走行車
の移動距離ΔＸはΔＸ＝｛l²−ΔY²｝^1/2≒｛（曲線▲
▼）^２−ΔY²｝^1/2で算出され、順次積算して行
く。

ヘ）実施例第２図は本発明走行車の側面図であって、（２）は走行
車本体、（３）はモータ等で駆動される駆動輪、（４）
は自在に回転する従動輪を示し、これ等、駆動輪
（３）、従動輪（４）で本体（２）が支えられる。ま
た、駆動輪（３）と従動輪（４）の間隔は十分長く走行
面の多少の凹凸に対しては本体（２）は略水平に保たれ
る。計測輪（１）は取付具（５）及び取付支柱（６）を
介して本体後面に取り付けられている。そして、この計
測輪（１）は圧縮バネ（７）によって、取付具（５）か
ら走行面側に押圧されている。

第３図は計測輪（１）取付の要部を示す正面図であっ
て、第２図と同一部分には同一付号を付す。この図にお
いて、取付具（５）の支柱（６）は摺動自在になってい
て、支柱（６）と連結された計測輪（１）の軸受（８）
は圧縮バネ（７）で下方へ押圧されていて、支柱（６）
のLED（９）と取付具（５）上のラインセンサ（10）と
の位置関係により計測輪（１）の上下方向の変位が検知
される。また計測輪（１）の車軸（11）は上記軸受
（８）に取付けられ、バネ（12）（12）で計測輪（１）
の左右のいずれは弾性的に規制されている。そして、計
測輪（１）のずれは圧力センサ（13）で検出されるとと
もに、この計測輪（１）の回転数はロータリーエンコー
ダ（14）で検出される。

第４図は計測輪（１）取付の要部の他の実施例を示し第
３図と同一部分には同一符号を付している。この図にお
いて圧縮バネ（７）の圧縮力を圧力センサ（15）で検出
して計測輪（１）の上下動を検出している。

第５図は本発明走行車の走行距離算出機構を示すブロッ
ク図であり、上記第３図及び第４図と同一部分には同一
付号を付す。この構成において、ロータリーエンコーダ
（４）からの回転数と、ラインセンサ（10）又は圧力セ
ンサ（15）からの信号を演算処理部（16）が受けるよう
になっていてこの演算処理部（16）はタイミング回路
（17）から、微小時間Δｔ間隔でタイミング信号を受
け、この間の回転数から計測輪（１）の移動距離ΔＺを
演算するとともに、このときの計測輪（１）の上下動変
異ΔＹを得て水平方向の移動距離ΔＸ＝｛（ΔＺ）^２−
（ΔＹ）^２｝^1/2を算出して積算手段（18）へ送られ
る、積算手段（18）はこのΔｔ間隔で送られて来る移動
距離ΔＸを逐次積算してトータルの走行距離を算出す
る。

また、上記圧力センサ（13）で計測輪（１）に例えば第
６図ｆのような力が加わっているのを検知して、走行車
（２）が直進方向ｃよりΔｗずれたＤ方向に進んでいる
のを検出して進行方向の補正をすることも考えられる。

第７図は本発明走行車の他の実施例を示す裏面図であっ
て、本実施例では駆動輪（３）（３）と従動輪（４）
（４）の間に計測輪（１）（１）を設けている。従っ
て、左右の計測輪（１）（１）の水平方向の積算方向距
離の差異によって、進行方向のずれを算出することが出
来る。

ト）発明の効果以上述べた如く本発明によれば、所定の平面領域を走行
中の走行面に小さな凹凸があっても、その平面領域に対
して平行な方向の走行距離が性格に計測され、芝刈機等
に利用して走行車自身が自らの位置を正確に把握した状
態で適確な作業が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明自立型走行車で走行距離を算出するとき
の原理を示す原理説明図、第２図は本発明自立型走行車
の側面模式図、第３図、第４図は計測輪の取付状態を示
す正面図、第５図は、走行距離の積算機構を示すブロツ
ク図、第６図は計測輪に加わる横方向の力とずれを示す
ための下面図、第７図は本発明自立型走行車の他の実施
例を示す下面図である。（１）……計測輪、（２）……本体、（３）（３）……
駆動輪、（４）（４）……従動輪、（５）……取付具、
（６）……支柱、（７）……圧縮バネ、（８）……軸
受、（９）……LED、（10）……ラインセンサ、（11）
……車軸、（12）（12）……バネ、（13）（15）……圧
力センサ、（14）……ロータリーエンコーダ、（16）…
…演算処理部、（17）……タイミング回路、（18）……
積算手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の平面領域内を自走しながら、その走
行距離を積算する自立型走行車において、本体と、走行面の凹凸に対して上記本体を前記平面領域
に対して略平行に保持し得るように、間隔を十分長くし
て上記本体に取り付けられた駆動輪及び従動輪と、上記
本体から走行面に対して弾性的に圧接される計測輪と、
該計測輪の回転を検知する回転検知手段と、上記計測輪
の上下動を検知する上下動検知手段とから成り、上記回転検知手段からの信号と、上記上下動検知手段か
らの信号により前記平面領域に対して平行な方向の走行
距離を算出することを特徴とした自立型走行車。