JPS61817A - 地上走行体の誘導制御装置 - 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】 （１）産業上の利用分野 この発明は、駆動装置、制動装置および走行・操舵制御
装置を備えた地上走行体をレーザービーム等の指向性の
強い信号波を用いて誘導し、その動作を制御するための
誘導制御装置に関するものである。

（２）従来の技術と問題点 従来、上記のような地上走行体については、地中に埋設
されるか地表面に布設されたガイドワイヤによる電気的
誘導方式や地表面に貼着した反射テープからの反射光を
利用した光学誘導方式、あるいは走行１体外部からは誘
導せず、走行体に搭載したジャイロ等の方向検知器と方
向が切換った位置からの走行距離を測定するエンコーダ
からのデータにより所定プログラムで走行を制御する方
式等の技術があるが、ガイドワイヤや反射テープによる
方式は誘導経路の形成や保守、変更に多大の費用と手間
がかかり、プログラム制御方式も走行距離データに相当
の誤差が生じたり、経路変更の都度プログラムを変えな
けれはならない等の問題があった。

そこで、このような問題を解決するた必に、たとえば特
開昭５７−６４８１８号公報や特開昭５８−１３９２１
２号公報号に開示されているように、地上移動体をレー
ザービームで自動的に誘導する技術が提案されているが
、この種の公知技術においては、誘導経路をその全長に
わたってレーザービームで形成するようにしているため
、レーザー装置、変調器−および走査装置等からなる誘
導装置ユニットを経路沿いに多数設置しなければならす
、費用がかさむとともに、経路全体として装置が錯雑に
なる等の問題がある。

この発明は上記のような事情に鑑みなされたもので、そ
の目的はレーザービーム等の指向性の強い信号波による
誘導経路の形成が簡単化された地上走行体の誘導制御装
置を提供することにある。

（３１問題点を解決するための手段 上記の間額点を解決するために、この発明は、地上走行
体を外部より誘導する特定の複数の外部誘導経路にそれ
ぞれ配設された指向性の強い誘導信号を所定の経路パタ
ーンに従い走査する誘導信号走査手段と、地上走行体に
取付けられた誘導信号検出器と、地上走行体に取付けら
れた方向検出器と、地上走行体が外部誘導経路上にある
間は上記誘導信号検出器の出力を制御入力とし、また地
上走行体が２つの外部誘導経路間の自己誘導経路上にあ
る間は上記方向検出器の出力を制御入力として走行・操
舵制御装置を制御するための演痒装置、記憶装置および
上記制御入力の切換えを行なうとともに外部誘導経路か
ら自己誘導経路への転換点において上記方向検出器の８
力を上記記憶装置に記憶させるための入力切換手段を有
する地上走行体に塔載された制御装置と、で構成された
地上走行体の誘導制御装置を提供するものである。

（４）　　　作　　用 上記の構成を有するこの発明の地上走行体の誘導制御装
置において、地上走行体は曲線部、分岐部、交差部等を
含む特定の径路部分においてＬよ、これらの部分にそれ
ぞれ配設された誘導信号走査手段から誘導信号検出器へ
供給される信号により外部誘導され、これらの特定部分
間の直線経路部分においては、直線経路に移行する時そ
の方向が記憶装置に読込まれ、制御装置はこれを基準デ
ータとして方向検出器の出方データを比較し、その比較
結果によって走行・操舵制御装置を制御することにより
地上走行体の自己誘導を行なう。そして１次の外部誘導
部分に入ると、制御装置は再び誘導信号ホ査手段から供
給される誘導信号によって制御を行なう。

（５）　　実施例 第１図および第２図において、レーザービ・−ム走査装
置１は地上走行体２が走行する路面Ｇの高方より指向性
の鋭いレーザービームＬをたとえばに中心線を合わせて
取付けられた第ル−ザービーム検出器３１および第２レ
ーザービーム検出器３２に誘導信号として入射し、路面
Ｇと平行なレーザービーム検出器３１および３２を含む
水平面Ｓ上にたとえば第３図および第４図に実線で示す
ようなパター　ンを描く。第３図および第４図は地上走
行体の走行経路の分岐部および交差部の例を示し、これ
らの部分は地上走行体２が外部よりレーザービームして
誘導される外部誘導経路Ｅをなしている。

ま′た、これらの外部誘導経路Ｅの間の一点鎖線Ｉで示
す直線部分は、レーザービームの走査によらず地上走行
体２が後述の方向センサからの出力に従って自己誘導さ
れる自己誘導径路である。

上記外部誘導経路Ｅの直線部分１）および曲線部分Ｃは
それぞれレーザービームＬを平面走査および曲面走査す
ることによって形成される。なお、第３図に符号Ｘて示
す点は上記の直線部分りや曲線部分Ｃを形成するレーザ
ービームの各走査範囲の境界走査時点のビーム（以下、
境界ビームＯＬとする）の交点を示す。なお、これらの
境界ビームＵＬは、第１図で示すように、前記平面Ｓ上
で交わるようにすることが望ましい。また、各外部誘導
経路Ｅを形成する各走査範囲はそれぞれ第１図のレーザ
ービーム走査装置１を個別に設けて走査することもでき
れば、１つのレーザー　ビ・−ム走査装置１から複数の
ビームを出して走査するようにしてもよい。さらに、各
外部誘導経路Ｅを、第２図に示すように、経路の中心を
示す経路中心信号Ｌｃおよびその左右にこれと平行に一
定幅ｄをもって走査される経路幅信号ＬＬ　、　ＬＲて
形成することもできる。この場合には、第３図に破線で
示すような経路幅のパター　ンが平面Ｓ上に形成される
。

また、これらの経路中心信号Ｌｃおよび経路幅信号ＬＬ
、Ｉ−Ｈにはそれぞれ互いに識別可能な情報を入れるこ
とが望ましい。

次に、この発明の誘導制御装置の地上走行体側の制御系
統の一実施例について説明する。

第５図において、第１および第２レーザービーム検出器
３１および３２は地上走行体２が外部誘導経路１にある
時レーザ・−ビームＬを検出し、その出力は演算装置４
に供給される。すると、演算装置４は２つのレーザービ
ーム検出器３１および３２の出力より地上走行体２の経
路中心からのずれを算出し、ずれがある時はその修正に
必要な操舵角信号を走行・操舵制御装置５に供給する。

このようにして、地上走行体２は常に外部誘導経路Ｅの
中心を走行するよう制御される。また、演算装置４はし
・−ザ・−ビームＬに乗せられた停止、増減速等の走行
制御信号に従って走行・操舵制御装置５を制御するとと
もに、地上移動体２が何らかの１頓因によって外部誘導
経路Ｅを大きくずれる等、自己誘導経路■（第３図、第
４図参照）に移行しないうちに一定期間検出器３１およ
び３２が共にレーザービームを検出しなかった時にも地
上移動体２を停止させるための信号を走行・操舵制御装
置５に供給する。なお、第２図に示すような経路幅信号
ＬＬ。

ＬＲを用いる実施例においては、検出器３１または３２
がこれらの信号を検出すると、方向修正のための操舵角
を大きくする出力が演算装置４より走行・操舵制御装置
５に供給される。

前述の境界ビームＵＬのうち各外部誘導経路Ｅの入口お
よび出口に相当する境界ビームには、これと同期して入
力切換回路６を作動させるための信号が乗せられており
、たとえば第ル−ザー　ビーム検出器３Ｉが外部誘導経
路Ｅの出口においてこの入力切換信号を検出すると、入
力切換回路６が作動して、メモリー７にその瞬間におけ
る方向検出器日の出力を読込ませると同時に演算装置４
の制御入力をレーザ・−ビーム検出器３１および３２の
出力から方向検出器８の出力に切換えさせる。なお、上
記方向検出器８としてはジャイロ等を使用することがで
き、また上記入力切換信号を境界ビームＵＬに同期させ
て発する代わりに、入力切換回路６として、検出器３１
および３２の両方がたとえば１走査周期等所定期間内に
レーザービームを検出しなかった時に演算装置４への制
御入力を方向検出器８の出力に切換え、次に検出器３１
または３２がレーザービームを検出すると制御入力を再
度レーザービーム検出器３Ｉおよび３２の出力に切換え
るよう動作する回路を用いてもよい。

上記メモリー７に読込まれた方向検出器日の出力は基準
データとして演算装置４に供給される。

このようにして、演算装置４は地上走行体が２つの外部
誘導経路Ｅの間の直線部分よりなる自己誘導経路Ｉ（第
３図、第４図参照）上にある間、方向検出器８の出力と
メモリー７からの基準データを常時比較しつつその差が
零となるように走行・操舵制御装置５を制御し、これに
よって地上走行体２は次の外部誘導経路Ｅに向けて外部
からの誘導信号なしでまっすぐに走行するよう自己誘導
される。そして、次の外部誘導径路Ｅに到達すると、入
力切換回路６の作動によって演算装置４は再度外部誘導
による制御を行なうが、第２図のような経路幅信号を用
いると、自己誘導区間において方向が少々すれても次の
外部誘導経路で捕捉し易いので効果的である。

上記の第１および第２レーザービーム検出器３１および
３２はそれぞれ、たとえば第６図および第７図に示すよ
うに鈍角二等辺三角形状に配列された多数のフォトダイ
オード、フォトトランジスタ等の検出素子９で形成され
ており、２つの三角形の頂角の２等分線を地上走行体２
の中心線にそろえかつ底辺どおしを相対向させて前部と
後部に配置されている。なお、これら２つの検出器は三
角形の向きを互いにそろえて取付けてもよい。

第７図に詳細に示すように、第１および第２レーザービ
ーム検出器３１および３２を形成する各検出素子９の出
力は増幅器ユニット１０の各センス増幅器１１により個
別に増幅され、演算装置４の判別回路１２に入力される
。判別回路１２はどの検出素子９の出力が供給されてい
るかを判別し、その結果に対応する位置ずれデータを出
力するが、レーザービームが第６図および第７図に二点
鎖線Ｐで示すように第１および第２レーザービーム検出
器３Ｉおよび３２の両方に入射している場合は両検出器
の底辺の検出素子の出力の組合わせにより、また地上走
行体２の向きが二点鎖線Ｑて示すように大きくずれて一
方の検出器、たとえば第１検出器３１のみにレーザービ
ームが入射している時は、その斜辺と底辺の検出素子の
出力の組合わせに従い位置ずれデータを出力する。そし
て、演算装置４は判別回路１２の出力データに従い常に
２つのレーザービーム検出器３１および３２の中心線上
の検出素子より出力が得られるよう走行・操舵制御装置
５（第５図）に操舵角信号を供給する。

（６）　　　効　　果 以上に詳細に説明したように、この発明の地上走行体の
誘導制御装置によれば、地上走行体の走行経路のうち指
向性の強い信号波による外部誘導を曲線部、交差部１分
岐部等の特定部分に眼定し、これらの間の直線部分は自
己誘導方式としたために、誘導径路の形成を大幅に簡単
化することができる。

で、第１図および第２図は外部誘導経路の信号走査状態
を示す概略正面図および側面図、第３図、第４図は外部
誘導、径路のパターンの例を示す平面図、第５図は制御
系の構成を示すブロック図、第６図はレーザービーム検
出器の位置を示す配置図、第７図はレーザ・−ビーム検
出器の構成および出力処理系統を示すブロック図である
。

１・・・レーザービーム走査装置、２・・・地上走行体
、３１．３２・・・レーザービ・−ム検出器、４・・・
演算装置、５・・・走行・操舵制御装置、６・・・入力
切換回路、７・・・メモＩＪ−１８・・・方向検出器、
９・・・検出素子、１２・・・判別回路、Ｌ・・・レー
ザービーム、Ｅ・・・外部誘導経路、■・・・自己誘導
経路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）走行用駆動手段および制動手段と走行・操舵制御
   装置を備えた地上走行体を指向性の強い信号波を用いて
   誘導し、動作を制御するための地上走行体の誘導制御装
   置において、地上走行体を外部より誘導する特定の複数
   の外部誘導経路にそれぞれ配設された指向性の強い誘導
   信号を所定の経路パターンに従い走査する誘導信号走査
   手段と、地上走行体に取付けられた誘導信号検出器と、
   地上走行体上に取付けられた方向検出器と、地上走行体
   が外部誘導経路上にある間は上記誘導信号検出器の出力
   を制御入力とし、また地上走行体が２つの外部誘導経路
   間の自己誘導経路上にある間は上記方向検出器の出力を
   制御入力として走行・操舵制御装置を制御するための演
   算装置、記憶装置および上記制御入力の切換えを行なう
   とともに、外部誘導経路から自己誘導経路への転換点に
   おいて上記方向検出器の出力を上記記憶装置に記憶させ
   るための入力切換手段を有する地上走行体に塔載された
   制御装置と、で構成された地上走行体の誘導制御装置。
2. （２）上記誘導信号が各外部誘導経路の中心を指示する
   経路中心信号およびその両側にこれと平行に一定幅をも
   つて走査される経路幅信号よりなる特許請求の範囲第１
   項記載の地上走行体の誘導制御装置。
3. （３）上記誘導信号検出器が地上走行体の前後に互いに
   中心線をそろえて２つ配設されており、その各誘導信号
   検出器が鈍角二等辺三角形状に配列されたそれぞれ独立
   に上記誘導信号を検知することのできる複数個の検知素
   子よりなり、かつ上記演算装置が上記各誘導信号検出器
   の等辺の検知素子の出力と底辺上の検知素子の出力との
   組合わせまたは２つの誘導信号検出器の底辺上の検知素
   子の出力の組合わせより地上走行体の外部誘導経路の中
   心からのずれを判別する手段を含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の地上走行体の誘導制御装置。