(57)【要約】【課題】センサの数を増やすことなく、位置の検出精度を向上させ、しかも、分岐を有する移動経路にも対応可能で、且つ、高速で走行する場合においても応答遅延を生じることのない無人搬送車用誘導装置を提供すること。【解決手段】移動経路に沿って設置したガイドテープの位置を無人搬送車側で検出する無人搬送車用誘導装置において、前記無人搬送車側に、前記ガイドテープと交差する方向に設置された複数のセンサと、前記複数のセンサの出力電圧から、前記ガイドテープのエッジを夾む隣接する２つのセンサを特定する検出手段と、基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、前記隣接する２つのセンサの各位置と各出力電圧との関係から、前記基準電圧に対応する位置を前記ガイドテープのエッジの位置として算出する演算手段とを有する構成とする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動経路に沿って設置したガイドテープの位置を無人搬送車側で検出する無人搬送車用誘導装置において、
前記無人搬送車側に、
前記ガイドテープと交差する方向に設置された複数のセンサと、
前記複数のセンサの出力電圧から、前記ガイドテープのエッジを夾む隣接する２つのセンサを特定する検出手段と、
基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、
前記隣接する２つのセンサの各位置と各出力電圧との関係から、前記基準電圧に対応する位置を前記ガイドテープのエッジの位置として算出する演算手段　とを有することを特徴とする無人搬送車用誘導装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記隣接する２つのセンサの出力電圧及び位置を直線補間し、前記基準電圧に対応する位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車用誘導装置。
【請求項３】
前記ガイドテープが磁気テープであり、前記センサが磁気センサであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無人搬送車用誘導装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、床面に設置したガイドマークによって誘導され、所望の移動経路に沿って工場や倉庫内を走行する無人搬送車（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｇｕｉｄｅｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ：いわゆるＡＧＶ）の誘導装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無人搬送車の誘導に関する技術としては、例えば、本出願人が特許権を有する特許第２８５７７０３号の自走車の位置ズレ検出方法がある。この方法では、自走車に左右方向一列に並べた複数の磁気センサにより、床面上に設置されたガイド用磁石が発生する磁界の強さを検出する。そして、複数の磁気センサの検出出力を連ねて得た波形を、複数の磁気センサの左端に位置する磁気センサから右端に位置する磁気センサまでの長さを基本波の１周期として離散フーリエ変換し、基本波の位相に基づいて、自走車とガイド用磁石との位置ズレ量を検出することにより、少ない磁気センサで高い分解能を達成している。
【０００３】
また、特開平９−２６９８２０号公報には、移動経路に沿って敷設されたガイドテープを、無人搬送車側に、前記ガイドテープと交差する方向に一列に複数設けられたセンサで検出する無人搬送車の誘導装置が開示されている。この装置では、ガイドテープのエッジ部を、センサで連続的に検出しながら走行するため、分岐している移動経路にも対応可能である。また、ガイドテープのエッジ部に対向するセンサの配置間隔を密とすることにより、検出精度を向上させ、走行時の無人搬送車の左右方向の振れ幅を小さくして停止精度の向上を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、無人搬送車に対するユーザーニーズの多様化、高度化に伴い、上述したような従来の無人搬送車の誘導装置では、対応しきれない課題が指摘され、その克服が求められていた。例えば、前述の特許第２８５７７０３号の自走車の位置ズレ検出方法では、移動経路上に間隔をあけて設置したガイド用磁石の中心位置を認識しているため、分岐している移動経路には、対応できなかった。また、フーリエ変換を必要としているため、演算処理が複雑で演算速度が遅く、高速で走行する無人搬送車には対応できなかった。
【０００５】
一方、特開平９−２６９８２０号公報に開示された無人搬送車の誘導装置では、検出精度がセンサの間隔により決まるため、検出精度を上げるためには、多くのセンサが必要となりコスト上昇の原因となっていた。更にセンサの大きさが限られているため、スペース的に分解能に限界があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、センサの数を増やすことなく、位置の検出精度を向上させ、しかも、分岐を有する移動経路にも対応可能で、且つ、高速で走行する場合においても応答遅延を生じることのない無人搬送車用誘導装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、移動経路に沿って設置したガイドテープの位置を無人搬送車側で検出する無人搬送車用誘導装置において、前記無人搬送車側に、前記ガイドテープと交差する方向に設置された複数のセンサと、前記複数のセンサの出力電圧から、前記ガイドテープのエッジを夾む隣接する２つのセンサを特定する検出手段と、基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、前記隣接する２つのセンサの出力電圧及び位置と前記基準電圧に基づき前記ガイドテープのエッジの位置を算出する演算手段とを有する構成をしている。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の構成に加えて、前記演算手段が、隣接する２つのセンサの出力電圧と位置の関係を直線補間し、前記基準電圧に対応する位置を算出する構成をしている。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る発明の構成に加えて、移動経路に沿って設置するガイドテープとして磁気テープを用い、センサとして磁気センサを用いた構成をしている。
【００１０】
【作用】
請求項１記載の発明によれば、ガイドテープのエッジを夾む隣接する２つのセンサの各位置と各出力電圧との関係から、基準電圧に対応する位置をガイドテープのエッジの位置として算出する演算手段を有するため、センサの間隔以上の細かさでガイドテープのエッジの位置を特定できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、請求項１記載の発明の作用に加えて、前記演算手段として、ガイドテープのエッジを夾む隣接する２つのセンサの各位置と各出力電圧を直線補間し、基準電圧に対応する位置を算出するため、演算速度の高速化が図られる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２記載の発明の作用に加えて、前記ガイドテープとして磁気テープを用い、前記センサとして磁気センサを用いたため、移動経路の敷設作業が容易になり、しかも、ガイドテープの汚れ等による誘導ミスが回避される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。図１は、本発明による無人搬送車用誘導装置全体の概略を示す概念図を示す。床部には移動経路に沿って磁気テープからなるガイドマークＧが敷設されている。無人搬送車１００（いわゆるＡＧＶ）には、四隅にキャスタ輪１１０が配設されており、前方及び後方のキャスタ輪間に、複数の磁気センサを一列に配置した磁気センサアレイ１２０を配置している。また、無人搬送車１００の左右側辺の略中央に走行モータ１４０により回転駆動する走行輪１３０が設置されている。本実施例においては、磁気センサアレイ１２０は、ホール素子を１０ｍｍ間隔で一列に±１５０ｍｍに配列したものを使用している。
【００１４】
次に本発明の無人搬送車用誘導装置が、床面に敷設されたガイドテープの位置を検出する仕組みを図２乃至図４を用いて説明する。図２は、床面（板厚３．２ｍｍの鉄板）に敷設された幅５０ｍｍの磁気テープ上に中心を一致させて直交するように上記磁気センサアレイを配置したときの各磁気センサの出力を示している。磁気センサアレイと磁気テープとの距離を２０、３０、４０ｍｍと変えて、測定を行い、それぞれの測定結果を同一のグラフ上に示している。磁気センサアレイと磁気テープとの距離が近いほど、大きな出力が得られるため好ましいが、４０ｍｍぐらいのまでの距離であれば、実用上支障はない。
【００１５】
この図から明らかなように、磁気センサアレイの出力は、磁気テープの中心をピークとし、磁気テープの両端で急激に立ち上がる波形を形成する。従来の無人搬送車用誘導装置では、磁気センサアレイの出力の正負が変わる磁気センサの位置を磁気テープの端と認識していた。そのため位置決めの分解能は、センサの間隔、すなわち上記の磁気センサアレイの場合、１０ｍｍに留まっていた。
【００１６】
本発明においては、次のような方法で磁気テープの端を認識する。まず、図２の測定結果から、磁気テープの端を算出するための基準電圧を決定する。本実施例の場合、磁気テープの端での磁気センサの出力電圧は、０．２〜０．４Ｖ程度であるが、磁気テープと磁気センサアレイの距離が変化しても、ほぼ一定の値を示す０．３Ｖを基準電圧ＶＬとした。
【００１７】
次に磁気センサアレイの各センサの出力電圧と基準電圧を比較することにより、出力電圧が基準電圧値を夾む２値を示す隣接する２つの磁気センサを特定する。そして、この２つの磁気センサ（ＳＭ、ＳＮ）の位置（ＸＭ、ＸＮ）及び出力電圧（ＶＭ、ＶＮ）に基づいて、次式により、基準電圧ＶＬに相当する位置ＸＬを算出する。
ＸＬ＝｛（ＶＮ−ＶＬ）・ＸＭ＋（ＶＬ−ＶＭ）・ＸＮ｝／（ＶＮ−ＶＭ）
【００１８】
これにより算出されたＸＬを磁気テープの端であると認識する。上記の計算式は、２つのセンサの距離（ＸＮ−ＸＭ）を（ＶＮ−ＶＬ）：（ＶＬ−ＶＭ）の比で内分する点を求めているのに他ならない。すなわち、図３に示すように、隣接する２つの磁気センサ（ＳＭ、ＳＮ）の位置（ＸＭ、ＸＮ）及び出力電圧（ＶＭ、ＶＮ）との関係を直線補間し、基準電圧ＶＬに対応する位置ＸＬを算出することにより、磁気テープの端を特定している。
【００１９】
また、磁気テープの中心ＸＣについては、正の出力電圧を示す磁気センサＳｉの位置Ｘｉと出力電圧Ｖｉを、次式に基づいて加重平均することにより算出する。
ＸＣ＝ΣＸｉ・Ｖｉ／ΣＶｉ
ここで、加重平均をする磁気センサを正の出力電圧を示す磁気センサに限定している理由は、磁気テープの端近傍では、センサの出力電圧が大きくマイナスに振れるため、磁気センサアレイの中心が磁気テープの中心からずれた場合に、センサ幅が無限である場合には問題にならないが、実際には、センサ幅が有限であるために、積算されるマイナス値に左右で偏りが出るため、算出されるＸＣの誤差が大きくなるためである。
【００２０】
次に図４に示したような配置の磁気テープを用いて、上記の方法で磁気テープの右端位置、左端位置及び中央位置を算出した。その結果を実値と共に図５に示す。
【００２１】
図５から明らかなように、磁気テープの直線部分（ｙ＝０〜５０ｍｍの範囲）では、中心位置が正しく計算されている。また、磁気テープの右端位置及び左端位置は実値に対して、９ｍｍ程度の誤差が生じているが、その値は、全測定領域において一定している。これは、電圧基準値を０．３Ｖに設定したことによる誤差であり、実施に先立ち、一度、この電圧基準値を調整し（ゼロ点調整）、計算値と実値の値を一致させておくことにより、誤差を小さくすることが可能である。本実施例の場合、計算値と実値との誤差を１ｍｍ以下とすることができた。
【００２２】
一方、磁気テープの分岐領域（ｙ＝５０〜３００ｍｍの範囲）では、中央位置の計算値が実値と相違している。これは、分岐領域においては、磁気センサアレイが、分岐後の２つの磁気テープについて計測しているためである。しかしながら、分岐領域においては、進行経路（分岐後の右経路又は左経路）に応じて、磁気テープの右端位置又は左端位置をたどりながら走行するため、運用上問題はない。
【００２３】
なお、図５において、ｙ＝２５０ｍｍ以上のところで、テープ右端位置が３００ｍｍで一定になっているのは、センサ幅を３００ｍｍとしているため、これ以上は計算できないためである。
【００２４】
本実施例においては、基準電圧値を夾む２値を示す隣接する２つの磁気センサ（ＳＭ、ＳＮ）を特定し、その２つの磁気センサの位置（ＸＭ、ＸＮ）及び出力電圧（ＶＭ、ＶＮ）を直線補間し、基準電圧ＶＬに相当する位置ＸＬを算出することにより、右端位置又は左端位置を求めているが、スプライン補間法を用いて、２次曲線や３次曲線により補間することも可能である。しかしながら、上記に説明したようにセンサ間隔を１０ｍｍとした場合、直線による補間でセンサ間隔の１０分の１に相当する１ｍｍの位置決め精度が得られるため、実用上、直線補間で十分である。しかも、直線補間は、演算方法も簡単で演算処理速度も早くできるため好ましい。
【００２５】
また、本実施例では、ガイドテープとして磁気テープを用い、センサとして磁気センサを用いた磁気誘導式の例について説明しているが、反射テープと光学センサを用いた光学誘導式であっても同様に適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ガイドテープのエッジを夾む隣接する２つのセンサの各位置と各出力電圧との関係から、基準電圧に対応する位置をガイドテープのエッジの位置として算出する演算手段を有する構成としたため、センサの間隔以上の細かさでガイドテープのエッジの位置を特定できる。
【００２７】
請求項２の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、前記演算手段として、ガイドテープのエッジを夾む隣接する２つのセンサの各位置と各出力電圧を直線補間し、基準電圧に対応する位置を算出する構成としたため、演算速度を落とすことなく、センサ間隔の１０分の１以上の分解能が達成できる。
【００２８】
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、ガイドテープとして磁気テープを用い、センサとして磁気センサを用いる磁気誘導方式を採用したため、移動経路の敷設作業が容易になり、しかも、ガイドテープの汚れ等による誘導ミスが回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す無人搬送車用誘導装置の概念図
【図２】本発明の無人搬送車用誘導装置のセンサ出力とガイドテープとの関係を示す図。
【図３】本発明の直線補間を説明する図。
【図４】本発明の位置決め精度試験に使用した磁気テープとセンサの配置を示す図。
【図５】本発明の位置決め精度試験の結果を示す図。
【符号の説明】
１００　・・・　無人搬送車
１１０　・・・　キャスタ輪
１２０　・・・　磁気センサアレイ
１３０　・・・　走行輪
１４０　・・・　走行モータ
Ｇ　　　・・・　ガイドテープ
【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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