(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動経路に沿って設けられたガイド手段に沿って移動するように成した車両の走行制御装置があって、
上記ガイド手段に対する車両の左右位置ずれを検出するガイドセンサを設け、
上記ガイドセンサの検出値を所定期間で平均化処理して、平均値により車両を操舵制御すべく構成すると共に、
上記ガイドセンサの検出出力に対して平均化を実行する所定幅を設定し、
上記ガイドセンサの検出出力が上記所定幅以上の時には平均化処理を禁止して、車両をダイレクト制御する
車両の走行操舵制御装置。
【請求項２】
上記所定期間を複数の素期間に分けて、素期間が上記所定期間に達するまでは、ガイドセンサ検出値の和を素期間の数で除した値にてリアルタイム制御する
請求項１記載の
車両の走行操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、設けられた磁気テープや光反射用の白線テープなどのガイド手段に沿って工場内を走行（移動）するオートガイドビークル（いわゆるＡＧＶ）のような車両の走行操舵制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述例の車両の走行操舵制御装置としては、例えば特開平３−２１６７０９号公報に記載の装置がある。
すなわち、走行路面としての床面に磁気誘導体（ガイド手段）を移動経路（走行コース）に沿って敷設する一方、移動車両側にあっては上述の磁気誘導体と交差する方向に複数の磁気感知式の操向制御センサ（ガイドセンサ）を設けて、これら複数の操向制御用センサにて移動車両の横幅方向の偏位（磁気誘導体に対する車両の左右方向のずれ）を検出すべく構成した装置である。
【０００３】
この従来装置にあっては上述の磁気誘導体が何等の損傷もない正常な際には、上記センサの検出出力に基づいて車両を適確に操向（操舵）制御することができる利点がある反面、何等かの原因により上記磁気誘導体が劣化し、この磁気誘導体に凹凸変形部ｆ（図１１参照）や欠損部ｅ（図１１参照）等が発生した場合には、この磁気誘導体の劣化状態がダイレクトに車両の走行操舵に反映される関係上、車両が磁気誘導体劣化による外乱の影響を受けて、車両の走行状態が左右方向へふらつく問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の請求項１記載の発明は、ガイドセンサの検出値を所定期間で平均化処理し、この平均化された平均値により車両を操舵制御することで、ガイドテープ等のガイド手段の劣化に起因する外乱の影響を抑制して、車両の左右方向へのふらつきを防止し、高速化に有利となるうえ、ガイドセンサの検出出力に対して平均化を実行する所定幅を設定し、検出出力が所定幅以上の時には平均化処理をすることなく車両をダイレクト制御することで、右左折時等に対する対応性、応答性の向上を図るとができる車両の走行操舵制御装置の提供を目的とする。
【０００５】
この発明の請求項２記載の発明は、上述の所定期間の複数の素期間に分けて、素期間が所定期間に達するまでは、ガイドセンサ検出値の和を素期間の数で除した値にてリアルタイム制御することで、上述の所定期間に達するまでの間においても適正な軌跡制御を実行することができる車両の走行操舵制御装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１記載の発明は、移動経路に沿って設けられたガイド手段に沿って移動するように成した車両の走行制御装置があって、上記ガイド手段に対する車両の左右位置ずれを検出するガイドセンサを設け、上記ガイドセンサの検出値を所定期間で平均化処理して、平均値により車両を操舵制御すべく構成すると共に、上記ガイドセンサの検出出力に対して平均化を実行する所定幅を設定し、上記ガイドセンサの検出出力が上記所定幅以上の時には平均化処理を禁止して、車両をダイレクト制御する車両の走行操舵制御装置であることを特徴とする。
【０００７】
この発明の請求項２記載の発明は、上記所定期間を複数の素期間に分けて、素期間が上記所定期間に達するまでは、ガイドセンサ検出値の和を素期間の数で除した値にてリアルタイム制御する車両の走行操舵制御装置であることを特徴とする。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
この発明によれば、上述のガイドセンサは移動経路に沿って設けられたガイド手段に対する車両の左右位置ずれを検出するが、このガイドセンサの検出値を所定期間で平均化処理して、平均値により車両を操舵制御するので、ガイドテープ等により構成されるガイド手段が変形、欠損、劣化しても、これら劣化による外乱の影響を抑制することができて、車両の左右方向へふらつきを防止することができる効果があり、高速化に有利となる。
【０００９】
しかも、上記ガイドセンサの検出出力に対して平均化を実行する所定幅を設定し、ガイドセンサの検出出力が所定幅以内の時は平均化処理を実行し、ガイドセンサの検出出力が所定幅以上の時には平均化処理を禁止して、ガイドセンサ検出出力を用いて車両をダイレクト制御すべく構成したので、車両の左右位置ずれ量（横ずれ量）が大きい場合や右左折時等にあっては上述のダイレクト制御にて対応性、応答性の向上を図ることができる効果がある。
【００１０】
この発明の一実施態様によれば、上述の所定期間を複数の素期間に分けて、素期間が所定期間に達するまでの間は、ガイドセンサ検出値の和を素期間の数で除した値にて車両をリアルタイム制御するので、予め設定された所定期間に達するまでの間にあっても上記リアルタイム制御にて車両を適正に軌跡制御することができる効果がある。
また、所定期間に達するまでの間の軌跡制御が可能となることにより、所定期間を大きく設定することもできる。
【００１１】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は車両の走行操舵制御装置を示し、図１、図２において、床面１には移動経路（走行コース）に沿ってガイド手段の一例としてのガイドテープ２が敷設されており、無人移動車両（自走車いわゆるＡＧＶであるが、以下単に車両と略記する）３側には、操舵センタ４を中心として水平回動可能な基台５を設け、この基台５上に設置された左右の駆動モータ６，７により左右独立して駆動される左右の駆動輪８，９を備えている。
【００１２】
また、上述の車両３には自在車輪構成もしくは非自在車輪構成の左右の従動輪１０，１１を設けると共に、上述のガイドテープ２と直交状に交差する方向に配設されたガイドセンサ１２を備えている。
さらに上述の車両３には床面１の所定箇所に配設された番地手段としての番地板１３を検出する番地センサ１４を取付けている。
【００１３】
ここで、上述のガイドセンサ１２は図３に示すようにガイドテープ２と交差する方向に配列された複数、たとえば、１６個のポイントセンサＣ１〜Ｃ１６を有し、これらの各ポイントセンサＣ１〜Ｃ１６にてガイドテープ２および車両３の左右位置ずれ（横ずれ）を検出すべく構成している。
【００１４】
また、上述のガイドテープ２を磁気テープ（磁気記録媒体）に設定する一方、上述の各ポイントセンサＣ１〜Ｃ１６を磁気センサの一例としての磁気ホール素子に設定して、床面１や路面の汚れの影響を受けにくく、常に良好な磁気検出精度を確保すべく構成している。
【００１５】
さらに、この実施例にあっては２輪駆動タイプの車両３においてガイドテープ２に対する左右方向のずれを検出して、左右の各駆動輪８，９の回転数の差、換言すれば左右の各駆動モータ６，７の回転速度の差により車両３を操舵（方向修正、軌跡制御）すべく構成している。
【００１６】
図４は制御回路ブロック図を示し、ＣＰＵ２０は起動スイッチ、停止スイッチ等を含む操作部１５と、ガイドセンサ１２と、番地センサ１４とからの必要な入力信号に基づいて、ＲＯＭ１６に格納されたプログラムに従って、左右の各モータ駆動部１７，１８を駆動制御し、またＲＡＭ１９は図３に示す軌道制御用速度制御則としてのマップＭ、平均化を実行するのに必要な所定期間Ｎに相当するデータ、所定期間Ｎを複数（例えば２０〜３０等分）に分けた素期間ｎに相当するデータなどのマップやデータを記憶する。
【００１７】
上述の左側のモータ駆動部１７は同側の駆動モータ６を介して、駆動輪８を回転制御し、上述の右側のモータ駆動部１８は同側の駆動モータ７を介して、駆動輪９を回転制御する。
また、上述のマップＭ（図３参照）は、横軸にガイドテープ中央値をとり、縦軸に軌道制御用速度制御値、具体的には左側のモータ６の回転速度（実線参照）および右側のモータ７の回転速度（点線参照）をとった制御則である。
【００１８】
図３においてＣＬ１は車両センタを示し、ＣＬ２はガイドテープ２のセンタを示し、こられ各センタＣＬ１，ＣＬ２の離間幅が左右位置ずれ量ΔＬ（横ずれ量と同意）となる。図３に例示した状態においては車両３が左右位置ずれ量ΔＬだけ右側へずれているので、右側のモータ７を回転速度ａで駆動し、左側のモータ６を回転速度ｂ（但しｂ＜ａ）で駆動して、左右駆動輪８，９の回転数差（回転速度差）にて車両３を軌道修正することを表わしている。
【００１９】
しかも、上述のＣＰＵ２０は、ガイドセンサ１２の検出出力に対して平均化を実行するために、所定幅ΔＧ（図７参照）を設定する所定幅設定手段（図６に示すフローチャートの第１ステップＳ１参照）と、
平均化処理に必要な所定期間Ｎ（例えば０．６〜１．２sec ）を設定する所定期間設定手段（図６に示すフローチャートの第２ステップＳ２参照）と、
ガイドセンサ１２の検出出力の大小から平均化処理を実行するか否かを判定する平均判定手段（図６に示すフローチャートの第９ステップＳ９参照）と、
所定期間Ｎを複数の素期間ｎ（例えばｎ×２０もしくはｎ×３０でＮとなる）に分けて、この素期間ｎの和が上述の所定期間に達したか否かを判定する期間判定手段（図６に示すフローチャートの第１０ステップＳ１０参照）と、
上述のガイドセンサ１２の検出出力が所定幅ΔＧ以内の時に平均化処理を実行する平均化手段（図６に示すフローチャートの第１２ステップＳ１２参照）と、
上述のガイドセンサ１２の検出出力が所定幅ΔＧ以上の時に平均化処理を禁止して、車両３をダイレクト制御するダイレクト制御手段（図６に示すフローチャートの第９ステップＳ９におけるＮＯ判定参照）と、
上述の素期間ｎが所定期間Ｎに達するまでは、ガイドセンサ１２の検出値の和を素期間ｎの数で除した値にてリアルタイム制御するリアルタイム制御手段（図６に示すフローチャートの第１０ステップＳ１０におけるＮＯ判定参照）とを兼ねる。
【００２０】
上述の所定幅ΔＧ（図７参照）はガイドテープ２の位置検出値において中央から左右へそれぞれ同幅に設定されたものである。
図５は図４に示す制御回路ブロック図を置き換えた状態で示す等価ブロック図であって、ガイドセンサ１２で車両３の左右位置ずれ（図３のずれ量ΔＬ参照）を検出し、この検出出力がＣＰＵ２０内の移動平均判断部２１（図６に示すフローチャートの第９ステップＳ９に相当）に入力される。
【００２１】
移動平均判断部２１はガイドセンサ１２の出力が所定幅ΔＧ以内か以上を判断して、この判断結果を次段の移動平均部２２（図６に示すフローチャートの第１２ステップＳ１２に相当）に出力する。この移動平均部２２は判断結果に対応してダイレクト値もしくは移動平均した平均値（図８参照）を左右の各駆動モータ速度演算部２３，２４に出力する。
【００２２】
これら左右の各駆動モータ速度演算部２３，２４は、ガイド位置、走行度指令値と、上述のダイレクト値もしくは平均値とに対応してモータ６，７の駆動速度を演算し、対応するモータ駆動部１７，１８を介して左右の各モータ６，７を駆動制御する。
なお、２５は前述操舵センサ４、基台５および左右の駆動輪８，９を含む走行操舵機構部であり、また上述の各要素２１〜２４はＣＰＵ２０内に構成されたものである。
【００２３】
このように構成した車両の走行操舵制御装置の作用を、図６に示すフローチャートを参照して、以下に詳述する。
第１ステップＳ１でＣＰＵ２０は移動平均区間値としての所定幅ΔＧ（図７参照）を設定する。
【００２４】
次の第２ステップＳ２で、ＣＰＵ２０は移動平均区間値としての所定期間Ｎ（例えば０．６〜１．２sec ）を設定する。
次に第３ステップＳ３で、ＣＰＵ２０は初期化（イニシャライズ）を実行する。この初期化は移動平均区間素数値としての素期間ｎを零にすると共に、移動平均演算値としての平均値ＡＰを零にする処理である。
【００２５】
次に第４ステップＳ４で、ＣＰＵ２０は操作部１５からの入力に基づいて起動か否かを判定し、ＹＥＳ判定時にのみ次の第５ステップＳ５に移行する。
この第５ステップＳ５で、ＣＰＵ２０は番地センサ１４からの入力に基づいて番地板１３を検出したか否かを判定し、ＮＯ判定時には第８ステップＳ８にスキップする一方、ＹＥＳ判定時には次の第６ステップＳ６に移行する。
【００２６】
この第６ステップＳ６で、ＣＰＵ２０は番地板１３に予めデータ記憶された番地データに基づいて速度設定（具体的には低速、中速、高速などの速度設定）か否かを判定し、ＮＯ判定時には第８ステップＳ８にスキップする一方、ＹＥＳ判定時には次の第７ステップＳ７に移行する。
【００２７】
この第７ステップＳ７で、ＣＰＵ２０は上述の速度設定内容（速度設定指令）に基づいた走行速度の設定を実行する。
次の第８ステップＳ８で、ＣＰＵ２０は現行のガイドテープ位置Ｐを演算し、次の第９ステップＳ９で、ＣＰＵ２０は演算されたガイドテープ位置Ｐの検出値が図７に示す所定幅ΔＧ以内か以上かを判定する。
【００２８】
上述のガイドテープ位置検出値が所定幅ΔＧ以内の場合には、平均化処理を実行する目的で、次の第１０ステップＳ１０に移行し、上述のガイドテープ位置検出値が所定幅ΔＧ以上の場合には、ダイレクト制御を実行する目的で、第１３ステップＳ１３にスキップする。
【００２９】
上述の第１０ステップＳ１０で、ＣＰＵ２０は素期間ｎと所定期間Ｎとの大小を比較して、素期間ｎの和が所定期間Ｎに達したか否かを判定し、ｎ＞Ｎの時には第１２ステップＳ１２にスキップする一方、ｎ≦Ｎの時には次の第１１ステップＳ１１に移行する。
この第１１ステップＳ１１で、ＣＰＵ２０はｎ＝ｎ＋１の加算処理（ｎの更新処理）を実行する。
【００３０】
次の第１２ステップＳ１２で、ＣＰＵ２０はＡＰ＝ＡＰ＋Ｐ／ｎの演算式に基づいて平均値ＡＰを求める。この第１２ステップＳ１２の平均化処理により図７に示すガイドテープ位置検出値は図８に示す平均出力の如くなました状態に平均化されると共に、素期間ｎが所定期間Ｎに達するまでの間は現行のガイドテープ位置Ｐのｎ個分の和を素期間ｎの数で除した値（Ｐ／ｎ）が反映され、この値がリアルタイム制御に用いられる。
【００３１】
次に第１３ステップＳ１３で、ＣＰＵ２０は左右の各モータ６，７の回転速度演算し、次の第１４ステップＳ１４で、ＣＰＵ２０は演算された値をモータ回転速度として設定し、次の第１５ステップＳ１５で、ＣＰＵ２０は上述のモータ回転速度にて左右の各モータ６，７をそれぞれ独立駆動する。
【００３２】
次に第１６ステップＳ１６で、ＣＰＵ２０は番地板１３からの指令もしくは操作部１５内の停止スイッチのＯＮに基づいて停止指令か否かを判定し、ＮＯ判定時には第５ステップＳ５にリターンする一方、ＹＥＳ判定時には次の第１７ステップＳ１７に移行し、この第１７ステップＳ１７で、ＣＰＵ２０は左右の各モータ６，７の駆動を停止して、一連の処理を終了する。
【００３３】
このように、上述のガイドセンサ１２は床面１に設けられたガイド手段（ガイドテープ２参照）に対する車両３の左右位置ずれ（図７の波形参照）を検出するが、このガイドセンサ１２の検出値を所定期間Ｎで平均化処理して、平均値ＡＰ（図８の波形参照）により車両３を操舵制御するので、ガイドテープ２等により構成されるガイド手段が変形、欠損、劣化（図１１参照）しても、これら劣化による外乱の影響を抑制することができて、車両３の左右方向へふらつきを防止することができる効果があり、高速性能の向上を図ることができて、高速化に有利となる。
【００３４】
しかも、ガイドセンサ１２の検出出力に対して平均化を実行する所定幅ΔＧ（図７参照）を設定し、ガイドセンサ１２の検出出力が所定幅ΔＧ以内の時は平均化処理を実行し、ガイドセンサ１２の検出出力が所定幅ΔＧ以上の時には平均化処理を禁止して、ガイドセンサ検出出力を用いて車両３をダイレクト制御すべく構成したので、車両３の左右位置ずれ量（横ずれ量）ΔＬが大きい場合や右左折時等にあっては上述のダイレクト制御にて対応性、応答性の向上を図ることができる効果がある。
【００３５】
さらに、上述の所定期間Ｎを複数の素期間ｎに分けて、素期間ｎが所定期間Ｎに達するまでの間は、ガイドセンサ検出値の和を素期間ｎの数で除した値にて車両３をリアルタイム制御するので、予め設定された所定期間Ｎに達するまでの間にあってもリアルタイム制御にて車両３を適正に軌跡制御することができる効果がある。
また、所定期間Ｎに達するまでの間の軌跡制御が可能となることにより、所定期間Ｎを大きく設定することもできる。
【００３６】
上述の平均化処理により車両３の操舵制御（軌跡制御）、ダイレクト制御、リアルタイム制御は図２に示す構成の車両３のみならず、図９、図１０に示す車両にも適用できる。
図９に示す車両３は水平回動可能な基台５を有さない２輪駆動タイプのＡＧＶ（オート・ガイド・ビーグル）で、２つの駆動輪８，９が固定位置においてモータ６，７により独立駆動されるものである。
【００３７】
図１０に示す車両３は基台５に走行専用の駆動輪３０と、走行専用のモータ３１とを設ける一方、上述の基台５をギヤ噛合構成もしくはベルト駆動構成により操舵する操舵専用のモータ３２を設けた１輪駆動タイプのＡＧＶで、この図１０に示す車両３にあっては操舵側のモータ３２を操舵制御（方向修正制御）、ダイレクト制御、リアルタイム制御すればよい。
【００３８】
このように上記各制御を図９、図１０に示す車両３に適用しても、先の実施例とほぼ同様の作用、効果を奏するので、図９、図１０において前図と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００３９】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明のガイド手段は、実施例のガイドテープ２（磁気テープ）に対応し、
以下同様に、
車両は、無人移動車両としての車両３に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００４０】
例えば、ガイドテープ２とポイントセンサＣ１〜Ｃ１６を含むガイドセンサ１２との組合せは、床面１に敷設される白線テープなどの光反射要素と光電センサとの組合せであってもよい。
また上記実施例においては所定期間Ｎを０．６〜１．２sec とし、Ｎ＝２０ｎ〜３０ｎと成したが、これは一例であって、この数値に限定されるものでないことは勿論であり、かつ上述の所定幅ΔＧ、所定期間Ｎ、素期間ｎはＣＰＵ２０の入力側操作により任意の値に設定可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の車両の走行操舵制御装置を示す側面図。
【図２】  ガイドテープに対する車両の関係を示す平面視図。
【図３】  ガイドテープ中央値に対する速度制御値の関係を示す説明図。
【図４】  制御回路ブロック図。
【図５】  等価ブロック図。
【図６】  走行操舵制御を示すフローチャート。
【図７】  ガイドテープ位置検出値の説明図。
【図８】  平均出力の説明図。
【図９】  ２輪駆動タイプの車両の他の例を示す平面視図。
【図１０】  １輪駆動のタイプの車両を示す平面視図。
【図１１】  ガイドテープの劣化状態を示す説明図。
【符号の説明】
１…床面
２…ガイドテープ
３…車両
１２…ガイドセンサ
ΔＬ…左右位置ずれ量
ΔＧ…所定幅
Ｎ…所定期間
ｎ…素期間
ＡＰ…平均値
【図１】
0003783280.tif 000002
【図２】
0003783280.tif 000003
【図３】
0003783280.tif 000004
【図４】
0003783280.tif 000005
【図５】
0003783280.tif 000006
【図６】
0003783280.tif 000007
【図７】
0003783280.tif 000008
【図８】
0003783280.tif 000009
【図９】
0003783280.tif 000010
【図１０】
0003783280.tif 000011
【図１１】
0003783280.tif 000012