(57)【要約】【課題】旋回走行時に車輪に横滑りが生じても、車体の走行誤差をその都度、的確に補正することができる構成簡素な操舵補正装置を提供すること。【解決手段】操舵輪１２の舵角を制御して旋回走行する自律走行車の車体１の下面に、該車体１の移動方向に従って揺動しながら走行するキャスタ４を設け、キャスタセンサ５で検出したキャスタの走行揺動角度θＳが、操舵輪１２の設定舵角αから求めたキャスタの基準揺動角度θＰに一致するように操舵輪１２の設定舵角を補正するようにした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に設けられた操舵輪の舵角を制御して旋回走行する自律走行車における操舵補正装置であって、
該車体の下面に設けられ、該車体の移動方向に従って揺動しながら走行するキャスタと、
該車体に設けられ、旋回走行時の該キャスタの走行揺動角度を検出するキャスタセンサと、
前記操舵輪の設定舵角から求めた車体の基準旋回中心に基いて該キャスタの基準揺動角度を演算する演算手段と、
該キャスタの走行揺動角度が基準揺動角度に一致するように前記操舵輪の舵角を補正する補正手段と、
を含むことを特徴とする自律走行車の操舵補正装置。
【請求項２】
前記基準旋回中心が予め設定され、前記演算手段が該基準旋回中心に基いてキャスタの基準揺動角度を演算することを特徴とする請求項１に記載の自律走行車の操舵補正装置。
【請求項３】
前記基準旋回中心が予め設定され、該基準旋回中心に基いて前記操舵輪の舵角が設定されると共に、前記演算手段が該基準旋回中心に基いてキャスタの基準揺動角度を演算することを特徴とする請求項１に記載の自律走行車の操舵補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自律走行車の操舵補正装置に係り、より詳しくは、車体の操舵輪の舵角を制御して旋回走行する自律走行車における操舵補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場等の床面に敷設された誘導線に沿って走行する無人搬送車が走行コースのカーブ部分で誘導線を離れて自らの制御動作により自律走行を行う場合がある。図４に従来の自律走行車の一例を示す。この自律走行車は、車体１の前部に一対の従動輪１１を備え、車体後部における車幅方向の一方に駆動輪を兼ねた操舵輪１２を備え、車幅方向の他方にキャスタ４を備えている。従来の自律走行車は、操舵輪１２の舵角を制御して走行コースを旋回中心Ｓを中心として旋回走行させていたのであるが、旋回走行時に操舵輪１２が横滑りしてしまうと、走行と共に走行誤差が累積され、走行コースから大きくずれてしまう問題があった。例えば、図５に示すように、積載物等によって前輪の従動輪１１に大きな荷重が加わるなどして従動輪１１の転がり抵抗が増大した場合、駆動輪を兼ねた操舵輪１２が外側方向へ横滑りしてしまい、操舵輪１２が舵角αに設定されていたとしても、車体１の走行誤差が累積されて所定の走行コースより内回りしてしまうことになり、例えば、カーブ直後における荷役に支障を来すことになる。
【０００３】
従来、かかる走行誤差を補正する方法として、例えば、走行コースに配置された反射板へ走行車から光を投射し、その反射光に基いて走行誤差を補正するものや、走行コースに配置された姿勢修正ポインタを検出し、この検出信号に基いてジャイロで検出した車体の姿勢角を修正して走行誤差を補正するものが、数多く提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。しかしながら、これらは、走行誤差を検出するための装置機構が複雑化し、コスト高を招くなどの難点があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５７−１８２２０９号公報
【特許文献２】
特開昭６０−１７５１１７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の自律走行車の操舵補正装置に上記のような難点があったことに鑑みて成されたもので、旋回走行時に車輪に横滑りが生じても、車体の走行誤差をその都度補正できる構成簡素な操舵補正装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る自律走行車の操舵補正装置は、車体に設けられた操舵輪の舵角を制御して旋回走行する自律走行車における操舵補正装置であって、  該車体の下面に設けられ、該車体の移動方向に従って揺動しながら走行するキャスタと、該車体に設けられ、旋回走行時の該キャスタの走行揺動角度を検出するキャスタセンサと、前記操舵輪の設定舵角から求めた車体の基準旋回中心に基いて該キャスタの基準揺動角度を演算する演算手段と、該キャスタの走行揺動角度が基準揺動角度に一致するように前記操舵輪の舵角を補正する補正手段と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る自律走行車の操舵補正装置は、前記基準旋回中心が予め設定され、前記演算手段が該基準旋回中心に基いてキャスタの基準揺動角度を演算することを特徴とする。
【０００８】
更にまた、本発明に係る自律走行車の操舵補正装置は、前記基準旋回中心が予め設定され、該基準旋回中心に基いて前記操舵輪の舵角が設定されると共に、前記演算手段が該基準旋回中心に基いてキャスタの基準揺動角度を演算することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る自律走行車の操舵補正装置について、図１〜図３を参照しながら説明する。以下において、従来の技術で説明した構成部材には同符号を付し、その詳細な説明及び図示を省略する。
【００１０】
本実施形態の自律走行車の操舵補正装置は、図１に示すように、車体１の下面に設けられたキャスタ４と、キャスタ４の走行揺動角度を検出するキャスタセンサ５と、操舵輪１２の設定舵角に基いてキャスタ４の基準揺動角度を演算する演算手段６と、キャスタ４の走行揺動角度が基準揺動角度に一致するように操舵輪１２の舵角を補正する補正手段７とから構成されている。
【００１１】
キャスタ４は、図２に示すように、車体１の進行方向に対し後部左側に設けられ、車体１の移動方向に従ってキングピン４１周りに揺動しながら走行する。本実施形態の自律走行車は、一対の前輪たる従動輪１１と、右側後輪たる駆動輪を兼ねた操舵輪１２と、左側後輪たるキャスタ４とによって車体１を安定的に支えるようにしている。このように本実施形態では、車体１を安定的に支えるために車体１の後部左側にキャスタ４を配置しているが、例えば、車体１の前部に一対の前輪たる従動輪１１を設けると共に、車体後部の車幅方向の中央に駆動輪を兼ねた操舵輪１２を設けるなどして、これら従動輪１１及び操舵輪１２だけで車体１を安定的に支えることができる場合には、キャスタ４を車体下面のどの位置に配置しても構わない。
【００１２】
キャスタセンサ５は、このキャスタ４のキングピン４１の回動角度を検出するロータリーポテンショメータで構成されている。キャスタセンサ５は、自律走行車が実際に旋回走行しているときのキャスタ４の車体１に対する揺動角度を、走行揺動角度として検出する。そして、この走行揺動角度に対応する信号を補正手段７へ出力する。
【００１３】
演算手段６は、舵角指令手段２から操舵輪１２の設定舵角信号を入手し、この設定舵角に基いて車体１の基準旋回中心の位置を演算し、更にこの基準旋回中心位置に基いてキャスタ４の基準揺動角度を演算する。即ち、演算手段６は、車体１が設定どおりに旋回走行したときに、キャスタ４が示すであろう揺動角度を、基準揺動角度として演算する。そして、この基準揺動角度に対応する信号を補正手段７に出力する。なお、自律走行車の走行路が決まっているときは、予めその旋回位置における基準旋回中心の位置及びキャスタ４の基準揺動角度を車に記憶させておいても良い。
【００１４】
補正手段７は、上記キャスタセンサ５が検出した走行揺動角度と、上記演算手段６が演算した基準揺動角度とを比較してキャスタ４の走行揺動角度が基準揺動角度に一致するように上記操舵制御手段３へ補正信号を出力する。操舵制御手段３はこの補正信号に基いて舵角指令手段２により指令された設定舵角を修正し、操舵輪１２の舵角を補正する。
【００１５】
以下、図２及び図３を参照しながら、本実施形態の操舵補正装置の動作例について説明する。ここでは、自律走行車の操舵輪１２が舵角αに設定されて旋回走行する際に、操舵輪１２が外側方向へ横滑りして車体１が所定コースよりも内回りしようとする場合について説明する。
【００１６】
この場合、図２に示すように、車体１は基準旋回中心Ｓで旋回走行するはずのところ、実際には、基準旋回中心Ｓとは異なる位置（例えば、旋回中心Ｐ）を中心として旋回走行することになり、キャスタ４はこの内回り走行に応じた揺動角度θＰで走行し始める。本実施形態の操舵補正装置は、この走行揺動角度θＰをキャスタセンサ５で検出し、補正手段７が走行揺動角度θＰと基準揺動角度θＳとを比較する。
【００１７】
図３に示すように、走行揺動角度θＰが基準揺動角度θＳより大きいとき、補正手段７は車体１が所定コースより内回りしていると判断し、車体１を現在より外回り旋回させるべく、操舵輪１２の舵角を設定舵角αより補正舵角β分小さくするように操舵制御手段３へ補正信号を出力する。逆に、走行揺動角度θＰが基準揺動角度θＳより小さいときには、補正手段７は車体１が所定コースより外回りしていると判断し、車体１を現在より内回り旋回させるべく操舵輪１２の舵角を、設定舵角αより更に補正舵角分大きくするように、操舵制御手段３へ補正信号を出力する。そして、走行揺動角度θＰが基準揺動角度θＳと等しい場合、補正手段７は車体１が所定コースを旋回走行していると判断し、操舵輪１２は、そのまま設定舵角αに制御されるのである。こうして、本実施形態の操舵補正装置は、走行揺動角度θＰと基準揺動角度θＳとを比較して操舵輪１２の舵角を補正するのである。なお、補正舵角βは、例えば操舵輪１２の床面との滑り抵抗等を考慮して適宜に設定することができる。例えば、キャスタ４の走行揺動角度θＰが基準揺動角度θＳよりも１度大きければ、操舵輪１２を１度小さくする。逆に１度小さければ１度大きくする。或いは、キャスタ４の走行揺動角度θＰと基準揺動角度θＳとの角度差にゲイン値を掛け合わせて補正値を演算し、その演算結果に基づいて操舵輪１２を制御する。ゲイン値は実際に走行させて最適値を得るとより正確な操舵輪１２制御が行える。
【００１８】
このように、本実施形態の自律走行車の操舵補正装置にあっては、予め定めた走行コースに対する車体１の走行誤差を、実際の走行状態を直接反映するキャスタ４を利用することによって検出しているので、車輪の横滑りによる走行誤差が生じても、その走行誤差をその都度、的確に修正することができ、従来のように走行と共に走行誤差が累積され、車体が走行コースから大きくずれてしまうといった問題もない。
【００１９】
また、本実施形態の操舵補正装置は、至って簡単な装置で車体１の走行誤差を検出することができるので、従来の自律走行車のように走行コースの所定位置に反射板や姿勢修正ポインタを配置する必要もなく、走行誤差を検出するための装置機構が複雑化したり、コスト高を招くようなこともない。
【００２０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明に係る自律走行車の操舵補正装置は、その他の形態でも実施し得るものである。例えば、上記実施形態では、基準旋回中心Ｓの位置を、舵角指令手段２から入手した操舵輪１２の設定舵角に基いて演算しているが、例えば、基準旋回中心が予め設定されており、この基準旋回中心に基いて操舵輪１２の設定舵角が設定されて走行コースを旋回走行する自律走行車に適用する場合等においては、この予め設定された基準旋回中心に基いてキャスタ４の基準揺動角度を演算するようにしても良い。
【００２１】
また、上記実施形態では、車体１の後部右側に駆動輪を兼ねた操舵輪１２を備えた自律走行車に操舵補正装置を適用した例を説明しているが、本発明は決してこれに限定されるものではなく、例えば、車体の複数箇所にそれぞれ操舵輪を備え、これら複数の操舵輪によって旋回走行する自律走行車にも適用することができる。この場合、複数の操舵輪のそれぞれの設定舵角に基いてキャスタの基準揺動角度を演算すれば良い。
【００２２】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内で当業者の知識に基づき種々の改良、変更、修正を加えた態様で実施し得るものである。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良く、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成しても、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る自律走行車の操舵補正装置によれば、走行コースに対する車体の走行誤差を、実際の走行状態を直接反映するキャスタを利用して検出することができるので、たとえ車輪の横滑りによる走行誤差が生じても、その走行誤差をその都度、的確に修正することができ、従来のように走行と共に走行誤差が累積され、車体が走行コースから大きくずれてしまう問題もない。したがって、例えば、旋回直後における荷役に支障を来すこともない。
【００２４】
また、本発明によれば、至って簡単な装置機構で車体の走行誤差を検出することができるので、従来の自律走行車のように走行コースの所定位置に反射板や姿勢修正ポインタを配置する必要もなく、走行誤差を検出するための装置機構が複雑化したり、コスト高を招くようなこともない。このように、装置機構が簡単なので、従来の自律走行車にも簡単に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る自律走行車の操舵補正装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】自律走行車が所定の走行コースより内回り旋回する状態を説明する概略平面図である。
【図３】本実施形態の操舵補正装置の作動状態を説明する概略平面図である。
【図４】従来例の自律走行車が所定の走行コースを旋回走行する状態を説明する概略正面図である。
【図５】従来例の自律走行車が所定の走行コースよりも内回り旋回する状態を説明する概略平面図である。
【符号の説明】
１    車体
１１  従動輪
１２  操舵輪
４    キャスタ
４１  キングピン
５    キャスタセンサ
６    演算手段
７    補正手段
α    操舵輪の設定舵角
Ｓ  （車体の）基準旋回中心
θＳ  キャスタの基準揺動角度
θＰ  キャスタの走行揺動角度
【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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