(57)【要約】【課題】自身の走行位置を補正しながら、正確に設定した経路を走行することのできる搬送車を提供する。【解決手段】任意の二点間を予め定められた経路に沿って移動する自走可能な搬送車であって、経路設定時に人力走行して一定距離毎に取得せる進行方向ベクトルなる走行データより、走行開始点を原点とする走行経路の二次元マップを作成し、自走時に二次元マップから読み出した理論座標と、自走にて取得した走行データより求める走行位置座標を制御地点毎に調べ（Ｓ１ステップ）、距離ｄの位置ずれがある場合に現在の位置から理論座標の方向に進むように走行データ（進行方向ベクトル）を補正し（Ｓ２ステップ）、自身の位置を自動修正することで走行経路を正確に辿るように走行することができる搬送車を提供する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の二点間を予め定められた経路に沿って走行し経路データを取得し、該取得された経路データに基づき上記経路を自走可能な搬送車であって、上記経路上を複数の区間に分割すると共に上記区間毎のその区間走行開始時と終了時での車体進行方向ベクトルのなす角度を走行データとして記憶する記憶手段と、これら走行データに基づき、経路設定開始点座標を原点とする各区間におけるその走行区間が終了した時点での車体の位置を示す走行位置座標を求める車体位置算出手段とを備え、経路設定動作モード終了後に移動経路の二次元マップが作成されることを特徴とする搬送車。
【請求項２】
搬送車が上記走行データに基づき走行を開始する自走時は、その自走に伴い随時求められた走行データにて演算算出した一走行区間分の走行終了後の走行位置座標と上記二次元マップ上の対応座標との比較により搬送車の位置補正を行い、搬送車を経路に従い走行するよう制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の搬送車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め任意の二点間を移動せしめることにより、任意の経路データを記録し、その記録させた経路データに基づき任意の経路を再現するよう自律走行することのできる搬送車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所定経路を自走可能な従来の搬送車は、前記所定経路上に磁場、光学、電場等の物理特性を利用した誘導路を設け、搬送装置を経路上に誘導する方法が一般的であった。しかし、この方式の場合、経路は予め設けられた経路に限定されるため、任意の経路を自走させようとすると、誘導路を設け直す必要があった。そこで、誘導路を設けることなく任意の経路を自走させることのできる搬送装置が求められ、その搬送装置として、所定の経路を人的操作により移動させ、斯かる移動に伴い、複数の地点での自己位置や車体方位、進行方向（前進、後退）、速度等の走行データを所定時間毎にサンプリングして記憶し、自走時には斯かる記憶データに基づいて自走するものがある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２９５１７号公報
こうした搬送装置においては、任意の二点間上を移動させることにより、前記搬送装置の移動量データが随時検出され、そして記録される。この場合、搬送装置は、上述の任意の二点間を走らせその経路データ（移動量データ）を検出記録する経路設定モードと、その収集記録させた経路データに基づき自走させる自走モードとを取り得る。
【０００４】
上述の搬送車は、設定経路上をほとんどずれることなく走行することが可能だが、場合によっては車輪のスリップや、経路上の小石などの障害物により、搬送車の進行方向が変化したり、移動量に過不足が生じてしまい設定経路上からはずれることがある。このような場合、搬送車を元の経路に復帰させなければ搬送車の到達点が大きくずれてしまう。
【０００５】
本発明は、斯かる点に鑑みなされたもので、自走時に先の経路データ取得時（経路設定モード）と同様に取得した実際の走行時の走行データと経路データとを比較し、偏差ある場合、それを無くすよう位置を自動的に補正することによって、経路を正しく移動することができる搬送車を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る搬送車は、任意の二点間を予め定められた経路に沿って走行して経路データを取得し、該取得された経路データに基づき上記経路を自走可能な搬送車であって、上記経路上を複数の区間に分割すると共に上記区間毎のその区間走行開始時と終了時での車体進行方向ベクトルのなす角度を走行データとして記憶する記憶手段と、これら走行データに基づき、経路設定開始点座標を原点とする各区間におけるその走行区間が終了した時点での車体の位置を示す走行位置座標を求める車体位置算出手段とを備え、経路設定動作モード終了後に移動経路の二次元マップが作成されるものである。
【０００７】
請求項２の発明に係る搬送車にあっては、搬送車が上記走行データに基づき走行を開始する自走時は、その自走に伴い随時求められた走行データにて演算算出した一走行区間分の走行終了後の走行位置座標と上記二次元マップ上の対応座標との比較により搬送車の位置補正を行う制御手段を有するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は本発明を実施する搬送装置の概略的な車体構成図であり、当該装置を上部より見たものである。
【０００９】
本実施例搬送装置は、貨物等を積載可能に上面が平坦で、かつ平面形状が略長方形状の基台１を有し、この基台１には長手方向の一方側の両サイドにそれぞれ駆動装置５，６によって独立駆動される２つの車輪（駆動輪）２，３が取付られ、他方側の長手方向中心線上に駆動装置の設けられていない１つの舵角自在な車輪（従動輪）４が取付けられている。
【００１０】
実際には、駆動装置５，６からの動力は各駆動装置５，６に装着せる減速機を内蔵したギヤボックスにて減速され車輪２，３の車軸に伝達されるものとなっている。
【００１１】
また駆動装置５，６としては、例えばＤＣサーボモータで構成したものが使用できる他に、ステップモータ、トルク制御可能なモータなどを利用することも可能である。そのほかガソリンエンジン等のエンジン手段や、更に交流電源を利用可能であればＡＣモータ、ＡＣサーボモータを利用することも可能である。
【００１２】
ここで、各車輪２，３の車軸には車輪２，３の回転角を検出する回転角検出手段、例えば光学式エンコーダ７，８が配置されている。この検出手段は、後述するように搬送車を自走制御する走行モード時及び人力により所望の経路を走行させて自走経路を記憶させる経路設定モード時に利用される。
【００１３】
搬送車は、上述したように基台１の裏面に設けた２つの車輪（駆動輪）２，３と１つの従動論４により人力による手引き又は手押し時、ユーザが所望する方向に自在に人力走行可能である。また自走させる場合には、前記各駆動装置５，６を個別に制御することにより所望の方向に走行させることができる。
【００１４】
ここで本実施例では、例えばマイクロコンピュータからなる制御部（図示せず）を有し、制御部は搬送車を図２に示すような経路（Ｐｓを始点、Ｐｅを終点とする経路）で人力走行させたときの各駆動装置５，６の回転角を回転角検出手段で検出し、検出された走行データを例えば半導体ランダムメモリからなる記憶部に時系列的に記憶するよう制御して経路設定を行い、その後記憶部に記憶された走行データに基づいて前記駆動装置５，６を制御することにより搬送車をこの同一経路上を繰り返し自走させることができる。
【００１５】
すなわち経路設定は、搬送車を手動などで引っ張る際に、一定距離間隔毎に走行データθｉを順次記憶部に記憶することで行われる。
【００１６】
そしてこのとき得られる走行データθｉは、例えば経路を複数Ｎ（Ｎは正整数）の区間に分割した場合の各区間毎の進行方向ベクトルデータ、すなわちｉ番目の走行区間における走行開始時と、終了時での車体進行方向ベクトルのなす角度を走行データとしている。
【００１７】
ここで、本発明ではこの経路設定時、すなわち搬送車を人力走行させ前記回転角検出手段で走行データを検出するとき、これら取得された走行データを基にして走行した経路を座標的に表わせるように、二次元マップを作成するものである。二次元マップの作成は、搬送車の経路設定終了後に自動的に行われるようになっている。
【００１８】
その二次元マップは経路設定の開始点座標を原点０にとると、以下の式で求まる。
【００１９】
【数１】
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上述のようにして経路設定（経路設定モード）が終了し二次元マップが作成された後、搬送車が走行データに基づき走行を開始する（走行モード）。このとき経路設定の開始点をＰｓ，終了点をＰｅとすると、搬送車は二次元マップ上のＰｓを起点としてＰｅに向かって走行を始めることになる。つまり、記憶装置に記憶されている走行データθｉをＰｓ→Ｐｅの順に読み出して走行する。
【００２０】
この走行モードでは一走行区間の走行が終わる度に、先の経路設定モード時での二次元マップ作成時とほぼ同じ要領で記憶した走行データから計算を行い、時々刻々と変化する搬送車のその時点で走行位置座標を求める。このように、走行している搬送車の車体の位置を示す走行位置座標を求める車体位置算出手段を備えている。
【００２１】
そしてその座標と二次元マップ上の対応座標との比較により搬送車の位置補正を行うものとなっている。これら一連の作業は、制御部にて実行される。
【００２２】
図３は、自走時の制御部が実行する位置補正のための制御を示すフローチャートである。自走時には搬送車は記憶部に記憶されている走行経路データに従って、すなわち二次元マップに従うよう制御部によって自走制御される。
【００２３】
以下に斯かるフローチャートに基づいて動作を説明する。この場合、搬送車の制御は搬送車がある一定距離進む毎に行われているが、今、搬送車がある制御ポイントにあるとする。また設定経路がＮ個の走行区間から成るものとする。
【００２４】
ステップＳ１において、操作部より自走モードの選択及び実行指示があると、搬送車は走行を開始するとともに走行データの取得を行う。そして取得した走行データより搬送車のその時点での走行位置座標を求め、その走行位置座標と、先の経路設定モードにおいて取得済みの二次元マップより得られる理論座標Ｐｉとの距離ｄｉ（偏差）を調べる。すなわちこの距離なる偏差ｄｉが予め設定した許容離間距離ｄ内のものかを判定する。なお、走行開始時は搬送車は二次元マップの設定開始点座標の原点と同じ位置にあり一致しているので、ｉ＝０である。
【００２５】
続くステップＳ２では、この距離、すなわち偏差ｄｉ＋１が予め設定した許容離間距離ｄ内のものかであるかの判定の結果、この距離ｄｉ≧ｄ（≒０）ならば（ステップＳ１のＹ）、すなわち搬送車が理論座標からｄ以上離れた位置にある場合は、設定経路上に搬送車を復帰させるために、次の走行区間での走行データθｉを補正値に置き換える処理を実行する。
【００２６】
具体的には、その時点での走行位置座標から、次の走行区間で到達すべき理論座標Ｐｉ＋１に向けたベクトルを求める。そしてそのベクトルとその時点での搬送車の進行方向ベクトルとがなす角度を求めて、現在の位置から理論座標Ｐｉ＋１の方向に進むよう走行データθｉを補正し置き換えるのである。ただし、ここで注意しなければならないのは、搬送車の操舵角には限界があるということである。
【００２７】
そこで続くステップＳ３では、算出された走行データθｉが、搬送車の操舵角の最大値Ｓｔを超えるものであるかを判断する。
【００２８】
その結果、走行データθｉは操舵角の限界内のものであるときは（ステップＳ３のＮ）、走行データθｉに基づいた方向修正が可能なのでステップＳ５に進みその走行データに基づいた制御信号を出力し走行するように制御が行われる。
【００２９】
ところが、補正すべき走行データθｉが搬送車の操舵角の最大値Ｓｔを超える場合には（ステップＳ３のＹ）、ステップＳ４の処理が実行される。すなわちステップＳ４において、走行データθｉは搬送車が進行方向を変えられる限界の角度すなわち最大の操舵角Ｓｔとする処理が実行される。つまり、補正する走行データとしては、｜θｉ｜≧Ｓｔとはなってならない。
【００３０】
以上のような処理を行った後に、続くステップＳ５において走行データに基づいた制御信号を出力し走行する処理が実行される。
【００３１】
そしてステップＳ６に進んだところで、一走行区間分の走行終了後の位置座標と、理論座標Ｐｉ＋１との距離ｄｉ＋１を調べる。その結果、ｄｉ＋１≧ｄ（予め設定した許容離間距離）ならば（ステップＳ６のＹ）、すなわちまだ搬送車が、到達目標点である理論座標Ｐｉ＋１からｄ以上離れた位置にある場合、走行経路に復帰させるよう進行方向を変える必要があるので、ステップＳ２に戻り、再度その座標から理論座標Ｐｉ＋１の方向に向けた補正データを求め走行を行う（ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６）。
【００３２】
その結果、ｄｉ＋１＜ｄ（許容離間距離内）となったならば（ステップＳ６のＮ）、ステップＳ７に進み、次の走行区間での到達目標点が更新される。続くステップＳ８において、上記の処理が搬送車が目標地点に到達するまで（ステップＳ８のＮである限り）、ステップＳ５に戻り以降ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８の処理が繰り返される。こうして最終の目標地点に達すると（ステップＳ８のＹ）、走行停止となる。
【００３３】
図４および図５は、その位置補正をしながら走行制御される搬送車の走行例を示すものである。
【００３４】
図４は、始点Ｐ０を出発した搬送車が走行経路を離れるよう動くも、地点Ｐ１に対応する制御地点で走行経路に向かうよう方向を修正制御され、地点Ｐ２で戻り、地点Ｐ３とほぼ走行経路を辿るも、地点Ｐ３を過ぎて今度は走行経路を逆側に再び離れ出したため、地点Ｐ４に対応する制御地点で戻るよう方向修正制御され、地点Ｐ５→Ｐ６と戻されながら走行経路を辿るように走行する例を示している。
【００３５】
一方図５のケースは、途中の地点Ｐｉを過ぎてさらに走行経路を大きく外れて行く場合に、地点Ｐｉ＋１に対応する制御地点で求まる修正方向角が操舵角の限界のＳｔ以上であるので、先ずこの最大操舵角でもっての方向修正制御を行い、さらに途中で再度方向修正制御を行い、地点Ｐｉ＋２に近づいた制御地点で、求められた角度でもっての方向修正制御を行い、地点Ｐｉ＋３にて走行経路に復帰させ、その後、Ｐｉ＋４→Ｐｉ＋５→Ｐｉ＋６と、ほぼ走行経路を辿るように制御されて自走する様相を示している。
【００３６】
以上のようにして、搬送車は走行中の自身の位置を、走行経路の座標と照合して自動的に位置を補正をしながら走行するので走行経路通りに走行することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、自走搬送車の走行に際して何らかの誘導手段を用いる必要が無いため経路設定を容易に行えると同時に、経路設定時に取得した走行データから走行経路の二次元マップを作成することができ、自走時にはこの二次元マップの座標と搬送車自身の走行位置とを照合し、そのつど位置補正がなされて自動方向制御されるため、正確に設定した経路上を走行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる搬送車の一実施例を示す上面より見た車体構成図である。
【図２】搬送車の経路設定時の走行経路を示す経路図である。
【図３】本発明の搬送車に対して実施される位置補正の手順を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の搬送車の走行例を示す図である。
【図５】本発明の搬送車の他の走行例を示す図である。
【符号の説明】
１  基台
２，３  車輪
４  従動輪
５，６  駆動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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