JPS63318608A - 無人搬送車 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は主として工場内の自動搬送を目的として使用さ
れる自立航法式の無人搬送車に関するものである。

（従来の技術） 近年、生産工場におけるＦＡ（）１クトリ・オートメ−
シラン）化が進み、工場内の各種搬送物を効率良く、目
的の場所に自動搬送する目的で無人搬送車が利用されて
いる。これら無人搬送車の誘導方式は、走行床面に埋設
したＮ磁誘導線に高周波の電流を流し、これにより発生
する誘導磁界を車上に設けたコイルで検出して誘導を行
う電磁誘導式と、走行ルート上に貼シ付けた反射テープ
を車上の光センサで検出して誘導を行う光学誘導式が一
般的である。これらは、いずれも電線やデータの成す経
路に沿って無人搬送車を走行させる方式であるが、これ
とは別に、搬送車自身に設けたセンサにより自車の位置
を知り、与えられた走行ルート情報に基づき誘導制御を
行う自立航法式の無人搬送車が最近普及しつつある。こ
の方式は、電磁誘導線や反射テープなどの布設工事が不
要であシ、また比較的複雑なルートにも対応できるとい
う特長を有する。

自立航法式無人搬送車が自車の位置を知る手段としては
種々のものがあるが、たとえばレートジャイロを用いる
ものがある。レートジャイロは自身の回転角速度に対応
したアナログ値を出力するもので、この場合、無人搬送
車の走行方位角を求める為に使用される。この方式では
、ある既知の定点を基に、レートジャイロより得た走行
方位角と走行車輪の回転数から得られる走行距離によっ
て自軍の現在位置を演算し、与えられた走行ルート情報
に従って誘導制御を行う。

（発明が解決しようとする問題点） このように自立航法式の無人搬送車は、自車の走行方位
角を求める為にレートジャイロを用いているが、レート
ジャイロをはじめとして、レートジャイロよシ出力され
る搬送車の角速度を積分して走行方位角変化を求める積
分器が必要となシ、誘導ルｌＪ御装置系が複雑となる。

また、レートジャイロの検出誤差は搬送車の誘導誤差に
大きく影響し、よシ精度の高いレートジャイロを使用す
れば誘導制御装置の価格の上昇を招く。

そこでこの発明の目的とするところは、搬送車の走行方
位角をレートジャイロで代表される方位角検出装置をｍ
−ずに精度良く検出できるようにして誘導制御装置のコ
ストダウンを図ることができるようにした自立航法式の
無人搬送車を提供することばある。

〔発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は次のように構成する
。すなわち、車体中央部にそれぞれ左右独立に駆動され
る一対の駆動車輪を有し、これら左右駆動車輪の回転数
に対応したパルスをそれぞれ左車輪用の回転数検出器に
より発生させてこれよシ距離情報を得、左右駆動車輪の
回転数差制御を行って方向制御するようにした無人搬送
車において、所定アップリング期間毎に求めた両回転数
検出器出力の和及び差の情報を得る計算手段と、走行ル
ートの路面所定位置に配されるマーカと、少なくとも無
人搬送車の走行方向が走行ルー）１ｃ一致するとき上記
マーカを同時に検出するよう無人搬送車に設けられた左
右一対のセンサと、上記計算手段の両出力情報をもとく
現在の座標位置と姿勢角を演算し、且つ、上記一対のセ
ンサの出力をもとにこれらの演算値の修正を行う現在位
置演算手段と、予め設定された走行ルートのデータを基
準に上記現在位置演算手段の求めた座標位置と姿勢角情
報を比較し、位置偏差情報を得る位置偏差演算手段と、
この位置偏差情報に対応して該偏差を抑制する方向に上
記左右の駆動車輪駆動用電動機の回転数を制御する電動
機制御手段とを具備して構成する。

〔作用〕

このような構成において、あるマーカ位置に車体を移動
し、ここを基準点として走行を開始させる。走行を開始
すると左右車輪用の回転数検出器より回転数対応の・ぐ
ルスが発生する。この・ｑルスは計算手段に与えられて
ここで所定チンプリング期間を周期に両パルスの和と差
の値を得る。そして、この和と差の値をもとに現在位置
演算手段は車体の現在位置の座標と姿勢角を演算する。

この座標と姿勢角の演算値は位置偏差演算手段に与えら
れ、この演算手段は予め設定されている上記走行ルート
に関するデータを基準に上記現在位置演算手段の求めた
座標と姿勢角情報を比較して位置偏差情報を得る。この
位置偏差情報は電動機制砲手段に与えられ、該電動機制
御手段は位置偏差情報に対応して該偏差を抑制する方向
く上記左右の駆動車輪駆動用の電動機の回転数を制御す
る。

また、マーカ位置を走行した時点で、左右一対のセンサ
がこれを検出する。これら一対のセンサは向に対して姿
勢が傾いているときは検出時点に差が生じる。そのため
、このマーカ検出出力のタイミングにより実際の姿勢角
がわかシ、ま九マーカは定位置にあるので、絶対位置座
標も知ることができる。従って、マーカ検出出力を利用
して現在位置の座標、姿勢角の修正を行い、誤差修正を
する。

このよう釦姿勢角が変わるとき左右車輪の回転数差が生
じることを利用して車体の姿勢角を求めるようＫしたの
で、ジャイロ等の方位角検出器を使用せずに自立航法に
よる無人走行を行うことができ、しかも、定位置に布設
されたマーカを利用して絶対的な座標位置と姿勢角の情
報を確認するようＫしたので、システムが安価で高精度
の誘導が行−得る自立航法式の無人搬送車を提供するこ
とができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について、図面を参照して説明
する。

一般に２軸独立瓜動力式を用いた自立航法式無人搬送車
では、レートジャイロにより搬送車の走行方位角を、ま
た左右の駆動車輪の平均回転数により走行距離を求め、
これによりロ車の位置座標を逐次演算し、与えられた走
行ルート情報に従って誘導制御を行っているが、本発明
は、左右の駆動車輪の回転数差により搬送車の走行方位
角を、左右の駆動車輪の平均回転数により走行距離を求
めて誘導制御を行う。

すなわち、２軸独立駆動の無人搬送車では、左右の駆動
輪の回転数を検出するために、一般に走行駆動ユニット
部に駆動車輪それぞれの回転数に比例した距離ノ４ルス
を発生するエンコーダを備えている。そして、無人搬送
車の走行方位が変化すれば、左右駆動車輪の回転数に反
映されるので、エンコーダの出力する左右駆動車輪の距
離／臂ルスよシ走行方位角の情報を得て誘導制御に利用
する。

本発明の実施例を詳しく説明する。

第２図は２軸独立駆動方式の無人搬送車の構成を示す下
部平面図でアシ、図中１は車体を示す。

また、１ｍ、Ｉｂは走行駆動車輪であ〕、車体１の下部
中央左右にそれぞれ配しである。３１゜３ｂはそれぞれ
走行駆動車輪１ｍ、２ｂ毎に独立して設けられた車輪走
行制動制御のための走行駆動ユニットであり、それぞれ
電動機、減速機、ブレーキを有している。４ｍ、４ｂは
それぞれ走行駆動車輪１ｍ、２ｂに設けてあって、走行
駆動車輪２ｍ、：Ｉｂの回転数に比例した距離パルスを
出力するエンコーダ、５ａ、〜５ｄは自在式従動車輪（
キャスタ）である、この自在式従動車輪５ａ、〜５ｃは
車体１の前後部左右に設けである。

この無人搬送車は図示しない誘導制御装置の制御のもと
く左右の走行駆動ユニツ）　Ｊ　ｍ　ｅ　ｊ　ｂが動作
し、操舵は左右の走行駆動車輪ｊ！ａ、２ｂの回転数差
制御によつて行うものである。

第１図は本発明による自立航法式無人搬送車の誘導制御
装置の一実施例を示すブロック図である。

図において、４ｍ、４ｂは上述のエンコーダ。

１ｍ、６ｂはそれぞれ対応するエンコーダ４ａ。

４ｂの出カッ譬ルスをある一定時間内でカウントし、こ
の時間内に走行駆動車輪１ｍ、２ｂが走行した距離デー
タとして出力するカウンタ回路、１はこれら両カウンタ
回路６ｍ、６ｂの出力するカウント値を加算して出力す
る加算回路、８は両カウンタ回路６ａ、ｆｉｂのカウン
ト値の差を求める減算回路、＃はこれら加算回路２と減
算回路８の出力値と絶対位置検知装置１１の出力とをも
とに現在位置を求める現在位置演算装置、１ｚは搬送車
の走行ルート上に布設された絶対位置検知目標となる被
検知マーカｓ　１３ａ、Ｉｓｂはこの被検知マーカ１２
を検出する車上側のセンサであ）、前述の絶対位置検知
装置１１はセン＋１３ｍ、１３ｂの被検知マーカ１２検
知出力により搬送車の姿勢角と走行ルート上の絶対位置
を求めるため検知出力を出力するものである。

１４は位置偏差演算装置で、現在位置演算装置９Ｖｃよ
って求められた搬送車の現在位置と予め設定された走行
ルートデータ１５とにより、定められた走行ルートから
の偏差−を求めるものである。

また、１６は走行用ＩＩｔＭＪ機制御装置であり、上記
偏差ξをもとく搬送車の走行方向を修正し、搬送車の位
置座標を定められた走行ルート上の座標九一致させるべ
く、上記走行駆動ユニツ）Ｊａ。

３ｂｔ−構成している走行用電動ｐｉ９．１７　ｍ　、
　１７　ｂを回転数差制御するものである。

次に上記構成の本装置の作用を説明する。

はじめに走行ルート上の予め定めた複数地点に、それぞ
れ位置検知マーカ１２を設置し、車上にはこれらのマー
カ設置情報も含めて走行ルートデータ１５を予めセット
しておく。位置検知マーカＩ２は車体１の姿勢角情報も
検知できるようにするために、三角形としてあり、車上
のセンサ１３ｍ、１３ｂはζこの三角形の位置検知マー
カ１２の中心線を車体１の中心が通過した場合に三角形
の左右対称位置をそれぞれ検知できるように車体１に設
けてあシ、車体１が位置検知マーカ１２に対し、偏位し
ていない限り、センチ１３ａ、１３ｂは同時に検出出力
を発生できる。

電動機制御装置１６を起動させ、走行用電動機１７ｍ、
１７ｂを回転駆動させると走行駆動輪２ａ　、Ｊｂが回
転し、搬送車は走行を開始する。

このとき、左右の走行駆動輪２ａ、２ｂの回転は二ンコ
“７４８口 ４ｂＫより検出され、エンコーダ４ｍ、４ｂは走行駆動
輪１ｍ、２ｂの回転数に比例した距離パルスを発生する
。この距離ノタルスはそれぞれ対応のカウンタ回路６ａ
、６ｂに入力され、所定時間を計数期間として各々のカ
ウンタ回路６ｍ、６ｂは距離ノ臂ルスのカウントを行う
、そして、上記所定時間経過毎にカウント値を出力し、
クリアしてから、再びカウントを実行する。これらのカ
ウント値は加算回路ｒ、減算回路８に与えられ、それぞ
れの回路７．１は加算、減算を行つて現在位置演算装置
９Ｖｃ与える。

現在位置演算装置９はこれらの計算値をもとに姿勢角と
移動距離を計算し、現在位置を求める。

廿た、位置検知マーカ１２位置を通過したときは、絶対
位置検知装置１１の出力によυ現在位置演算装置９は姿
勢角と位置の修正を行う。

ここで、現在位置は次のようにして求めることができる
。

走行ルート上のある定点を原点とし、該ルート平面上に
ｘｙ直交座標系をとる。また、搬送車１０の進行方向と
Ｘ軸とのなす角である走行方位角（姿勢角）は、Ｘ軸を
始角とし、反時計方向を正とする。第３図において今、
時刻ｔ　における走行中Ｏ搬送車１０が座標（”ｎ＊３
’ｎ）Ｋ位置し、また走行方位角（姿勢角）がθ。であ
るとする。

さて、△を時間後の時刻ｔｎ＋ｔにおける搬送車の座標
（Ｘｎ＋ｒ　＊　Ｙｎ＋　ｒ　）及び姿勢角θ。＋、は
、このΔを時間内に走行した左右の走行駆動車輪２ｍ。

２Ｉ）の距離データ１．、ｌｂにより求めることができ
る。すなわち、Δを時間内に搬送車１０が半径Ｒで旋回
走行をして、この間の姿勢角変化を△θと仮定すれば、 （Ｒ−Ｔ）・Δθ＝ｌ、　　　　　・・・・・・・・・
・・・・・・（１）（Ｒ＋　Ｔ）　　・　Δθ＝ｌｂ　
　　　　　　・・川・・・曲・・・（２）（ただし　Ｗ
：駆動車輪のトレッドで既知）より が得られる。よって時刻ｉｎ＋１における座標ＣＸｆｌ
＋Ｉｓ　）’ｎ＋＊　、姿勢角θ。＋、は、θｎ＋　ｔ
　＝θ。＋Δθ　　　　　　　　　　・・・曲・・（７
）となり、第１図に示すカウンタ回路６ｍ、６ｂの出力
データ１ｍ−６ｂ　により求めることができる。

加算回路７及び減算回路８はそれぞれｌａ＋ｌｂを計算
する回路であシ、結果は現在位置演算装置９′￥Ｃ入力
される。現在位置演算装置９は与えられ九入力データＣ
１＋１　　）及びＣＩ、−Ｊ、）ａ　　　　　　ｂ よシ上記（８）　、　（４）　、　（５）　、　（６）
　、　（７）式の演算を行い、求めたＸｒｌ＋ｔ　　ａ
　１ｎ＋ｓ　ｓ　’ｎｅｔを新たなＸｎ　ｍＹｎ、θ。

として演算を繰シ返すことにより、搬送車の走行中の現
在位置を逐次求める。現在位置演算装＠９は演算開始点
からの搬送車の相対位置変化を順次加算することにより
現在位置を求めるので、無人搬送車の運転開始時におけ
る初期条件、すなわち運転開始時の搬送車の絶対位置座
標（ＸｏｓＦｏ）及び姿勢角θ。を入力しなくてはなら
ない。この入力手段が絶対位置検知装置１１である。こ
の装置には種々のものがあシ、その−例が公開特許公報
昭６０−１７５１１８号に示されているが、走行ルート
上に設けた被検知体を検出するセンサと、検出情報によ
り搬送車の絶対位置を求める演算回路により構成される
ものが一般的である。そこで本システムでもこの方式の
ものを採用する。

この方式を更に詳しく説明する。第４図に示すようにそ
の座標位置が既知である走行ルー）ＲＴ上の定点に二等
辺三角形の被検知マーカ１２を設置し、これを搬送車１
０上に設けた上記左右一対のセンサ１３ｍ、１１ｂで検
知することにより、搬送車１０の被検知マーカ１２通過
時における絶対位置座標及び姿勢角を求めることができ
る。すなわち、いずれか１つのセンサ１３ｇが被検知マ
ーカ１２ｔ−検知してから他方ｉｓｂが検知するまでだ
搬送車１０が走行した距離１１　と、センサ間距離ｌｆ
とＫよシ姿勢角を、またこれとセンサ１３ｍ。

１３ｂＱ：）被検知マーカ１２検知距＠ｌ５−１＋とに
より絶対位置座標を求めることができる。

一方、絶対位置検知装置１ノは、走行中に現在位置演算
装置９によって求めた現在位置を修正する為にも使用さ
れる。現在位置演算装置９は、演算を繰り返すに従って
走行車輪のたわみや走行床面の凹凸などく起因する累積
誤差を生じ、演算で求めた搬送車の現在位置と実際の位
置とに誤差を生じてくる。このため、たとえば第５図に
示すような走行ルート１８上の何点かに被検知マーカ１
２を設置し、マーカ通過時には絶対位置検知装置１１に
よって演算で求めた搬送車の現在位置を修正し、誤差の
累積を防いでいる。

このようにして現在位置を求め、この求めた現在位置の
情報は位置偏差演算装置１４に与える。

位置偏差演算装置１４はこれと走行ルートデータ１５と
により、定められた走行ルートからの偏差ｅを求める。

そして、この偏差ｅを走行用電動機制御装置１６に与え
る。これを受けて走行用ｔＳ機＄−ＩＩ御装置ｉ！１６
は偏差ｅＶｃ対応する走行方向修正をするべく、２つの
走行用電動機１１ｔｓ、Ｉｒｂを回転数差制御する。こ
れによって搬送車の位置座標が定められた走行ルート上
に一致するように方向修正されて走行することになる。

以上述べた様に本発明による自立航法式無人搬送車はそ
の誘導制御装置は、レートジャイロで代表される様な搬
送車の姿勢角を検出する為の装置を必要とせず、走行駆
動ユニツ）Ｋ取シ付けられたエンコーダによって検出し
た距離パルスによ〕搬送車の現在位置を演算するもので
あシ、そのため、簡易で安価な誘導制御装置を提供でき
る。またエンコーダによる走行駆動車輪の回転数検知は
、走行用電動機の回転教訓ｍＫも使用され、他の誘導方
式（電磁式、光学式）の無人搬送車にも装着されている
。よって本発明における誘導制御装置は、他の誘導方式
の無人搬送車に対して新たな検出装置を付加せずに併用
することも可能となる。

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実
施し得るものであシ、例えば第６図に示すように走行駆
動車輪１ｍ、２ｂの内方にこれらと接地点が一直線に並
ぶように回転自在な遊輪２０ｍ、２０ｂを配した構成と
するとともにこの遊輪：ｌＯ＊、ＪＯｂＶｃそれぞれエ
ンコーダ４ｍ、４ｂを設けるようＫすると走行駆動車輪
２ｍ、２ｂと床面２２とのすべりの影響を受けずに搬送
車の走行に対応した距離パルスを得ることができ、よシ
高精度に誘導制御ができるようになる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、ジャイロを用いず
に姿勢角を検知して自立航法による高精度な誘導制御を
可能にし、しかも、安価に誘導制御を実施できる無人搬
送車を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる誘導制御装置の構成例を示すブ
ロック図、第２図は２軸独立駆動方式の無人搬送車の下
部平面図、第３図は本発明装置に用いる現在位置演算方
法を説明するための図、第４因は被検知マーカ検出によ
る姿勢角検出の一例を示す図、第５図は走行ルートの一
例を示す図、第６図は無人搬送車の車輪構成の他の例を
示す正面図である。 １・・・車体、１ｍ、２ｂ・・・走行駆動車輪、ＪＪＩ
。 ３ｂ・・・走行風ｍユニット、４ａ、４ｂ・・・エンコ
ーダ、５！１．〜５ｄ・・・自在式従動車輪、６ｍ、σ
ｂ・・・カウンタ回路、１・・・加算回路、８・・・減
算回路、９・・・現在位置演算装置、１０・・・搬送車
、１ノ・・・絶対位置検知装置、１２・・・被検知マー
カ、ＩＪＩｍ。 １３ｂ・・・センサ、１４・・・位置偏差演算装置、１
５・・・走行ルートデータ、１６・・・電動機制御装置
、１７ｍ、１７ｂ・・・走行用電動機、１８．ＲＴ・・
・走行ルート。 出歇人代理人弁理士　鈴　圧式　彦 第１０　１２ 第２０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体中央部にそれぞれ左右独立に駆動される一対
   の駆動車輪を有し、これら左右駆動車輪の回転数に対応
   したパルスをそれぞれ左車輪用、右車輪用の回転数検出
   器により発生させてこれより距離情報を得、左右駆動車
   輪の回転数差制御を行って方向制御するようにした無人
   搬送車において、所定アップリング期間毎に求めた両回
   転数検出器出力の和及び差の情報を得る計算手段と、走
   行ルートの路面所定位置に配されるマーカと、少なくと
   も無人搬送車の走行方向が走行ルートに一致するとき上
   記マーカを同時に検出するよう無人搬送車に設けられた
   右一対のセンサと、上記計算手段の両出力情報をもとに
   現在の座標位置と姿勢角を演算し、且つ、上記一対のセ
   ンサの出力をもとにこれらの演算値の修正を行う現在位
   置演算手段と、予め設定された走行ルートのデータを基
   準に上記現在位置演算手段の求めた座標位置と姿勢角情
   報を比較し、位置偏差情報を得る位置偏差演算手段と、
   この位置偏差情報に対応して該偏差を抑制する方向に上
   記左右の駆動車輪駆動用電動機の回転数を制御する電動
   機制御手段とを具備したことを特徴とする無人搬送車。
2. （２）左右の駆動車輪の接地点を結ぶ線上に左右一対の
   遊輪を設け、この遊輪軸に回転数検出器をそれぞれ設け
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無人搬
   送車。