(57)【要約】【課題】直進時の直進性及び収束性の向上できる全方位走行無人搬送車の誘導走行方法を提供するにある。【解決手段】誘導線に対する前後の誘導センサの誘導偏差に基づいて旋回半径Ｒを求め、該旋回半径Ｒから操舵角ψ１，ψ２を求めることにより、全方位走行無人搬送車を誘導走行させる制御において、進行方向の誘導偏差ε１，ε２から旋回半径を求める際に、前後の誘導センサの入力値の状態から演算式に補正値ΔＲを挿入して旋回半径を求めることを特徴とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導線に対する前後の誘導センサの誘導偏差に基づいて旋回半径を求め、該旋回半径から操舵角を求めることにより、全方位走行無人搬送車を誘導走行させる制御において、進行方向の誘導偏差から旋回半径を求める際に、前後の誘導センサの入力値の状態から演算式に補正値を挿入して旋回半径を求めることで、直進時の直進性及び収束性の向上を図っていることを特徴とする全方位走行無人搬送車の誘導走行方法。
【請求項２】
誘導線に対する前後の誘導センサの誘導偏差に基づいて旋回半径を求め、該旋回半径から操舵角を求めることにより、全方位走行無人搬送車を誘導走行させる制御において、進行方向の誘導偏差から旋回半径を求め、更に前後の誘導偏差の偏差量から旋回中心点をずらすことで、直進時の直進性及び収束性の向上を図っていることを特徴とする全方位走行無人搬送車の誘導走行方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全方位走行無人搬送車の誘導走行方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
全方位走行無人搬送車（以下、単に無人搬送車という）は、図３に示すように、前後に駆動輪１１，１２及びフリーキャスター３１，３２を備えると共に誘導センサ２１，２２，２３，２４を４方向に備え、誘導線に沿って全方位に走行できるようにしたものである。
ここで、無人搬送車は誘導線に対して、進行方向の誘導センサ２１の入力値から２つの駆動輪１１，１２の操舵角ψ１，ψ２及び走行速度Ｖ１，Ｖ２を算出している。
【０００３】
先ず、誘導センサ２１の入力値から（１）式より旋回半径Ｒを求める。
Ｒ＝（Ｈ／２＋δ）Ｌ／ε　　…（１）
ここで、旋回半径Ｒは旋回中心点Ｏから無人搬送車の旋回センター点ＰＯまでの距離、Ｈは駆動輪１１の操舵中心点Ｐｆと駆動輪１２の操舵中心点Ｐｒと間の前後方向距離であるホィールベース、Ｌは誘導センサ２１と目標点Ｐ１’までの前後方向距離、δは駆動輪１１と誘導センサ２１までの前後方向距離であるセンサ取付長である。
また、εは進行方向を示す誘導偏差であり、誘導センサ２１の誘導センサ中心点Ｐ１からの誘導線までの距離として入力される。
【０００４】
次に、求めた旋回半径Ｒから、（２）式より、各駆動輪１１，１２の操舵角ψ１，ψ２及び走行速度Ｖ１，Ｖ２を算出する。
ψ１＝ａｒｃｔａｎ（Ｐ／（Ｒ＋Ｔ／２））　…（２）
ψ２＝ａｒｃｔａｎ（Ｐ／（Ｒ−Ｔ／２））　…（３）
Ｖ１＝Ｖ｛Ｐ２＋（Ｒ＋Ｔ／２）２｝１／２／Ｒ　…（４）
Ｖ２＝Ｖ｛Ｐ２＋（Ｒ−Ｔ／２）２｝１／２／Ｒ　…（５）
但し、Ｐ＝Ｈ／２＋δである。
また、Ｔは駆動輪１１とフリーキャスター３１との左右方向距離（駆動輪１２とフリーキャスター３２との左右方向距離）を示すトレッドである。
【０００５】
これらの操舵角ψ１，ψ２及び走行速度Ｖ１，Ｖ２を指令値としておのおの独立にモータを制御することで誘導走行を行っている。
即ち、図４に制御ブロック図を示すように、各駆動輪１１，１２について、誘導制御部４０から操舵角指令値ψ１＊，ψ２＊及び走行速度指令値Ｖ１＊，Ｖ２＊を駆動輪制御部５１，５２へ与え、更に、駆動輪制御部５１，５２から制御量θ１，θ２及びｖ１，ｖ２をステアリングモータ６１，６２及びドライブモータ７１，７２へ与え、操舵角ψ１，ψ２及び走行速度Ｖ１，Ｖ２となるようにフィードバック制御を行い、無人搬送車８０を誘導偏差εで示す方向へ速度Ｖで走行させるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
全方位走行無人搬送車において、誘導走行で旋回性能を向上させるために、図３における目標点Ｐ１’を手前に設定すると、つまり、距離Ｌを小さくすると、（１）式より旋回半径が小さくなり、図５に示すように、直進性が損なわれ、蛇行の原因になる。
一方、目標点Ｐ１’を奥に設定すると、つまり、距離Ｌを大きくすると、（１）式より旋回半径が大きくなり、図６に示すように、曲率の小さいカーブ区間でコースアウトする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る全方位走行無人搬送車の誘導走行方法は、誘導線に対する前後の誘導センサの誘導偏差に基づいて旋回半径を求め、該旋回半径から操舵角を求めることにより、全方位走行無人搬送車を誘導走行させる制御において、進行方向の誘導偏差から旋回半径を求める際に、前後の誘導センサの入力値の状態から演算式に補正値を挿入して旋回半径を求めることで、直進時の直進性及び収束性の向上を図っていることを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係る全方位走行無人搬送車の誘導走行方法は、誘導線に対する前後の誘導センサの誘導偏差に基づいて旋回半径を求め、該旋回半径から操舵角を求めることにより、全方位走行無人搬送車を誘導走行させる制御において、進行方向の誘導偏差から旋回半径を求め、更に前後の誘導偏差の偏差量から旋回中心点をずらすことで、直進時の直進性及び収束性の向上を図っていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔実施例１〕
本実施例は、前提条件として、旋回性能を向上させるために、目標点Ｐ１’を手前にする。
但し、このままでは前述した従来技術に示す問題が発生するので、進行方向の誘導偏差から旋回半径Ｒを求める際、前後の誘導偏差の偏差量ε１，ε２から旋回センター点Ｐ０をずらすことで、直進時の直進性及び収束性の向上を図るものである。
【００１０】
先ず、前後の誘導偏差ε１，ε２に対して、（６）式が成り立つ場合は（１）式より求めた旋回半径とする。
｜ε１−ε２｜≦Δε　　…（６）
｜ε１−ε２｜＞Δε　　…（７）
但し、Δεは偏差の不感帯領域である。
一方、（７）式が成り立つ場合は、（８）式に示すように、（１）式の分子項のカッコ内の式にセンターオフセット量γを加算することで旋回半径Ｒを求める。
Ｒ＝（Ｈ／２＋δ＋γ）Ｌ／ε　　…（８）
但し、εは進行方向を示す誘導偏差ε１である。
【００１１】
センターオフセット量γは、図１に示すように、旋回センター点Ｐ０をずらす量であり、（９）式で求められる。
γ＝Ｆ（ε１−ε２）／ε１　　…（９）
但し、Ｆは定数であり、最大値はＨ／２である。
また、求めた旋回半径Ｒと、（２）〜（５）式の中のＰをＰ＝Ｈ／２＋δ＋γとして操舵角及び走行速度を求める。操舵角ψ１，ψ２については、次の通りである。
ψ１＝ｔａｎ−１｛Ｈ／２＋δ＋γ）／（Ｒ＋Ｔ／２）｝　…（２）’
ψ２＝ｔａｎ−１｛Ｈ／２＋δ＋γ）／（Ｒ−Ｔ／２）｝　…（３）’
【００１２】
このように説明したように本実施例では、（１）式の分子項のカッコ内の式にセンターオフセット量γを加算することで、（８）式に示すように旋回半径Ｒを求め、この旋回半径Ｒに基づくと共に（２）〜（５）式の中のＰをＰ＝Ｈ／２＋δ＋γとして操舵角及び走行速度を求めるものである。
ここで、進行方向の誘導センサ２１の誘導偏差ε１が同じ量で、進行方向と反対の誘導センサ２２の誘導偏差ε２の大きさが異なる場合の旋回センター点Ｐ０及び２つの駆動輪１１，１２の操舵角ψ１，ψ２の関係を図１に示す。
図１に示すように、センターオフセット量γで旋回センター点Ｐ０をずらすことにより、センターオフセット量γで旋回中心点がＯからＯ’へ移動するため、操舵角ψ１，ψ２は小さくなり、直進性及び収束性が向上する。
【００１３】
〔実施例２〕
本実施例は、前提条件として、旋回性能を向上させるために、目標点Ｐ１’を手前にする。
但し、このままでは、前述した従来技術に示す問題が発生するので、進行方向の誘導偏差から旋回半径を求める（１）式に対して、前後の誘導センサの入力値の状態からΔＲを求め、（１）式に補正値としてΔＲを加えて旋回半径Ｒを求めることで、直進時の直進性及び収束性の向上を図るものである。
先ず、前後の誘導偏差ε１，ε２に対して、（１０）式が成リ立つ場合は（１）式より求めた旋回半径とする。
｜ε１−ε２｜≦Δε　　…（１０）
｜ε１−ε２｜＞Δε　　…（１１）
但し、Δεは偏差の不感帯領域である。
【００１４】
一方、（１１）式が成り立つ場合の旋回半径は、（１２）式より旋回半径Ｒを求める。
Ｒ＝Ｒ＋ΔＲ　　…（１２）
但し、εは進行方向を示す誘導偏差ε１である。
ΔＲ＝Ｆ’（ε１−ε２）／ε１　　…（１３）
但し、Ｆ’は定数であり、最大値はＨ／２である。
また、求めたＲから、（２）〜（５）式より操舵角及び走行速度を求める。
このように説明したように、本実施例では、旋回半径Ｒを（１）式より求め、この旋回半径Ｒに対して、（１２）式によりΔＲを加えて補正を行うものである。
【００１５】
ここで、進行方向の誘導センサ２１の誘導偏差ε１が同じ量で、進行方向と反対の誘導センサ２２の誘導偏差ε２の大きさが異なる場合の旋回半径Ｒ１，Ｒ２及び２つの駆動輪１１，１２の操舵角ψ１，ψ２の関係を図２に示す。
図２に示すように、２つの旋回半径はＲ１＞Ｒ２の関係となるため、旋回半径Ｒ１の場合の操舵角ψ２は、旋回半径Ｒ２の場合の操舵角ψ２よりも小さくなり、直進性及び収束性の向上が向上する。
【００１６】
このように説明したように、前後の誘導偏差ε１，ε２に対して、実施例１では、センターオフセット量γで旋回センター点Ｐ０及び旋回中心点Ｏ（→Ｏ’）をずらすのに対し、実施例２では、旋回半径を補正するものであり、何れの方式にしても、直進性及び収束性の向上が向上するものである。
【００１７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、旋回半径を補正し、或いは、旋回中心点をオフセットすることにより、旋回性能を向上させるとともに、直進時の直進性及び収束性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】前後の誘導偏差と旋回センターオフセット量の関係を示す説明図である。
【図２】前後の誘導偏差と旋回半径を示す説明図である。
【図３】全方位走行無人搬送車の誘導走行の説明図である。
【図４】制御ブロック図である。
【図５】旋回半径が小さい場合の説明図である。
【図６】旋回半径が大きい場合の説明図である。
【符号の説明】
１１，１２　駆動輪
２１，２２，２３，２４　誘導センサ
３１，３２　フリーキャスター
４０　誘導制御部
５１，５２　駆動輪制御部
６１，６２　ステアリングモータ
７１，７２　ドライブモータ
８０　無人搬送車
【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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【図６】
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