(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律旋回をすることが可能な無人搬送車において、
当該無人搬送車の旋回角を検出する旋回角検出手段と、
当該無人搬送車の走行距離を検出する走行距離検出手段と、
前記旋回角検出手段によって検出された旋回角と、前記走行距離検出手段によって検出された走行距離とに基づいて、当該無人搬送車の旋回半径を算出し、このように算出した旋回半径と予め記憶させた目標になる旋回半径とを比較し、その大小関係に応じてステアリング補正制御をするステアリング演算部と、
前記旋回角検出手段によって検出された旋回角が所定の角度になった時、自律旋回を終了する旨の判断をする旋回終了判断手段と、
前記旋回終了判断手段によって自律旋回を終了する旨の判断がされた時、自律旋回から直進ガイド走行に切り替える切り替え手段と、
を備えることを特徴とする無人搬送車。
【請求項２】
前記旋回角検出手段がジャイロであることを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無人フォークリフトなどの無人搬送車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無人搬送車は、図３に示すように、一般のリーチ型フォークリフトと同様に、車体１０１の前部に左右１対のストラドルアーム１０２を備え、各ストラドルアーム１０２の前端部に回転自在に支持させた左右１対のロードホイール１０３と、車体１０１の例えば左半部に配置したドライブホイールと１０４と、車体の例えば右半部に配置した自在輪１０５とを用いて走行するようにしている。
【０００３】
そして、無人走行をするために、走行面に敷設した走行ガイドを検出するガイドセンサ１０６が車体１０１の前部と後部とに設けられ、各ストラドルアーム１０２には、例えば平面視においてロードホイール１０３の輪軸線Ｆ−Ｆと一致する位置に後に説明する磁性体１０９を検出するアドレス検知手段１０７を支持させている。
【０００４】
走行面には、コース案内をするために直線状に走らせた走行ガイド１０８が設けられており、また、アドレス信号を発生させるための磁性体１０９−１、１０９−２、・・・が例えば所定間隔で千鳥足状に設けられている。
【０００５】
直線走行時には、平面視において走行ガイド１０８と車体１０１の中心線とが一致するように（又は平行になるように）操舵輪１０４を制御し、走行コースの途中で走行方向が変更される部分（例えば走行方向が直角に変更される直角部）においては、走行面に設けた磁性体１０９をアドレス検出手段１０７で検出し、そのアドレスでの予め定められた操舵角（この操舵角は、所定の旋回半径に応じて決定される）に操舵輪を固定して操舵することにより自律旋回させ、車体が所定の角度だけ旋回したら操舵輪を直進方向に戻すようにしている。
【０００６】
この自律旋回を開始するタイミングは、例えば、所定の磁性体１０９（例えば磁性体１０９−１）を検出してから所定の距離を走行した時に車体１０１が旋回開始点を通過したと見做して操舵する方法が採用される。また、自律旋回を終了させ、直進に切替えるタイミングを決定する方法の一つとしては、走行面に敷設した走行ガイドをガイドセンサ１０６が検出すると車体が所定の角度旋回したものと見做して自律旋回を終了させる方法が採用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、従来の無人搬送車では、走行方向を変更する場合は、所定の旋回半径（以下「目標値ｒ０」という）に応じて決定される操舵角に操舵輪を操舵して車体を自律旋回させる。そして、走行面に敷設した走行ガイドをガイドセンサ１０６が検出すると、車体が所定の角度旋回したものと見做して自律旋回を終了させる。
【０００８】
しかしながら、この従来技術によると、旋回中にタイヤがスリップまたはスキッドした場合や、路面の抵抗や形状の関係から操舵角がふらついた場合には、その旋回半径ｒ１が前記目標値ｒ０でなくなる。
【０００９】
無人搬送車の旋回半径ｒ１がその目標値ｒ０より小さくなると、図４（ａ）に示すように、走行面に敷設した走行ガイドをガイドセンサ１０６が検出できない。したがって、この場合は、自律旋回を終了させて直進ガイド走行に切替えることができなかった。
【００１０】
一方、無人搬送車の旋回半径ｒ１がその目標値ｒ０より大きくなると、図４（ｂ）に示すように、走行面に敷設した走行ガイドをガイドセンサ１０６が検出することはできるものの、そのときの車体姿勢角は、当該目標値ｒ０で旋回したときの車体姿勢角よりも大きくなる。したがって、この場合は、旋回後の直進ガイド走行が大きく蛇行するという課題があった。
【００１１】
本発明は、前記従来の事情に基づいて提案されたものであって、無人搬送車の旋回半径がその目標値と異なることから生じる種々の課題を解決することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は自律旋回をすることが可能な無人搬送車において、当該無人搬送車の旋回角を検出する旋回角検出手段と、当該無人搬送車の走行距離を検出する走行距離検出手段と、前記旋回角検出手段によって検出された旋回角と、前記走行距離検出手段によって検出された走行距離とに基づいて、当該無人搬送車の旋回半径を算出し、このように算出した旋回半径と予め記憶させた目標になる旋回半径とを比較し、その大小関係に応じてステアリング補正制御をするステアリング演算部と、前記旋回角検出手段によって検出された旋回角が所定の角度になった時、自律旋回を終了する旨の判断をする旋回終了判断手段と、前記旋回終了判断手段によって自律旋回を終了する旨の判断がされた時、自律旋回から直進ガイド走行に切り替える切り替え手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
このように旋回角が所定の角度になったときに自律旋回を終了させるようにしているので、旋回後は常に直進ガイドと平行な車体姿勢角を確保することができる。
【００１４】
更に、旋回半径とその目標値との大小関係に応じてステアリング補正制御を行えば、理想の軌跡で旋回することが可能であるので、旋回後は当該無人搬送車を安定して走行ガイドに乗せることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る無人搬送車を図面を用いて具体的に説明する。
【００１６】
この実施の形態に係る無人搬送車は、本発明を例えば無人倉庫等において用いられる無人搬送車に適用したものであり、図１に示すように、一般のリーチ型フォークリフトと同様に、車体１の前部に左右１対のストラドルアーム２を備え、各ストラドルアーム２の前端部に回転自在に支持させた左右１対のロードホイールと呼ばれる前輪３と、車体１の例えば左半部に配置したドライブホイールと呼ばれる制動輪及び駆動輪に兼用されている操舵輪４と、車体１の例えば右半部に配置した自在輪５とを用いて走行するようにしている。
【００１７】
そして、無人走行をするために、車体中心線Ｃ−Ｃ上で前記ストラドルアーム２の前端と略同じ位置と車体１の後部とに、走行面に敷設した走行ガイド8を検出するガイドセンサ６が設けられ、各ストラドルアーム２には、平面視において前輪３の輪軸線Ｆ−Ｆと一致する位置に後に説明する磁性体９を検出するアドレス検知手段７を支持させている。
【００１８】
ここで、本発明を適用した無人搬送車では、平面視において車体中心線Ｃ−Ｃに沿ってストラドルアーム２の前端近くまで延びるサポートアーム１１の後部に、当該無人搬送車の旋回角を検出する旋回角検出手段１２ａを設けるようにした。この旋回角検出手段１２ａとしては、ジャイロ（好ましくは光ファイバージャイロ）を採用することができる。光ファイバージャイロとは、内部にリング状に巻いた光ファイバーの中を互いに反対方向に進む光を投入し、角速度によって変化する光の到達時間差による干渉縞のずれから回転角速度を検出する装置をいう。
【００１９】
走行面には、従来と同様、コース案内をするために直線状に走らせた走行ガイド８が設けられており、また、アドレス信号を発生させるための磁性体９が例えば所定間隔で千鳥足状に設けられている。
【００２０】
直線走行時には、平面視において走行ガイド８と車体１の中心線とが一致するように（又は平行になるように）操舵輪４を制御する。また、走行コースの途中で走行方向が変更される方向転換部（例えば走行方向が直角に変更される直角部）においては、アドレス検出手段７が磁性体９を検出することによりその直角部のアドレスが識別され、予め定めてあるそのアドレスでの操舵角に操舵輪４を操舵して自律旋回させ、車体１が直角に旋回したら操舵輪4を直進方向に戻すようにしている。
【００２１】
図２はこの無人搬送車の走行制御手段の機能ブロック図であり、この走行制御手段２０は予め当該無人搬送車の走行コース・走行速度・操舵角などを記憶させたコースマップ２１を備え、アドレス検出手段７の出力により検出された現在位置のアドレスをアドレス識別部２２で識別し、識別されたアドレスとコースマップ２１の地理データとにより自律旋回を開始するか否かを直進ガイド／自律旋回切換部２３で判定し、自律旋回を開始する時にはコースマップ２１から当該アドレスにおける操舵角データがステアリング演算部２４に転送される。
【００２２】
一方、この無人搬送車の走行速度はコースマップ２１からアドレス識別部２２で識別されたアドレスに対応して走行速度制御部２８に速度データを読出し、この走行速度制御部２８がサーボアンプ２９を介して走行モータ３０を制御することにより、当該アドレスにおける走行速度を制御するようにしている。
【００２３】
自律旋回時には、ジャイロ１２ａは、検出した角速度ωを時間積分することによって旋回角θを得、この旋回角θをステアリング演算部２４に入力する。これによって、ステアリング演算部２４は、入力された旋回角θが、予めコースマップ２１に記憶させてあるそのアドレスの方向転換部の旋回角になると、操舵輪４を直進方向に切り戻して自律旋回を終了させる。
【００２４】
もちろん、前記旋回角θの計測を開始するタイミングは、例えば、所定の磁性体９（例えば磁性体９−１）を検出してから所定の距離を走行した時である。すなわち、所定の磁性体９（例えば磁性体９−１）を検出してから所定の距離を走行した時に車体１が旋回開始点を通過したと見做して旋回角θの計測を開始すればよい。
【００２５】
以上のように、本発明を適用した無人搬送車によれば、旋回角θが所定の角度になったときに自律旋回を終了させるようにしているので、旋回中にタイヤがスリップまたはスキッドした場合や、路面の抵抗や形状の関係から操舵角がふらついた場合にも、前記従来のような課題は生じない。
【００２６】
すなわち、従来技術によると、例えば無人搬送車の旋回半径ｒ１がその目標値ｒ０より大きい場合は、図４（ｂ）に示すように、そのときの車体姿勢角が当該目標値ｒ０で旋回したときの車体姿勢角よりも大きくなるので、旋回後の直進ガイド走行が大きく蛇行するという課題があった。
【００２７】
それに対し、本発明を適用した無人搬送車では、旋回角θが所定の角度になったときに自律旋回を終了させるようにしているので、旋回後は常に直進ガイドと平行な車体姿勢角を確保することができる。
【００２８】
なお、前記の説明では、サポートアーム１１の後部にジャイロ１２ａを設けた構成を例示したが、ジャイロ１２ａを設ける位置は特に限定されるものではない。
【００２９】
また、前記の説明では、自律旋回を終了する旨の判断するのも、自律旋回から直進ガイド走行に切り替えるのもステアリング演算部２４が行うこととしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、前記ジャイロ１２ａによって検出された旋回角θが所定の角度になった時、自律旋回を終了する旨の判断をする旋回終了判断手段と、この旋回終了判断手段によって自律旋回を終了する旨の判断がされた時、自律旋回から直進ガイド走行に切り替える切り替え手段とを別個に備えた構成によっても上記と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
更に本実施の形態では、以下の構成を採用している。
【００３１】
図２に示すように、操舵輪４を駆動する走行モータ３０の回転子軸にエンコーダ（走行距離検出手段）１２ｂを連結し、このエンコーダ１２ｂにより、磁性体９からの直進距離や自律旋回距離を検出するようにしている。
【００３２】
自律旋回時には、ジャイロ１２ａが検出した角速度ωを時間積分することによって旋回角θを得、この旋回角θをエンコーダ１２ｂが検出した走行距離Ｌとともにステアリング演算部２４に入力する。このように角速度θと走行距離Ｌとをステアリング演算部２４に入力する時間間隔は特に限定されるものではないが、２５０〜３００ミリ秒程度とするのが好ましい。
【００３３】
これによって、ステアリング演算部２４は、次式に基づいて当該無人搬送車の旋回半径ｒ１を算出する。
【００３４】
【数１】
0003841206.tif 000002
【００３５】
そして、このように算出した旋回半径ｒ１と、予めコースマップ２１に記憶させてあるそのアドレスの旋回半径（目標値ｒ０）とを比較し、その大小関係に応じてステアリング補正制御を行う。すなわち、前記旋回半径ｒ１と目標値ｒ０とが一致しない場合は、この両者が一致するようにサーボアンプ２５を介してステアリングモータ２６を制御するようになっている。
【００３６】
以上のように、本発明を適用した無人搬送車によれば、旋回半径とその目標値との大小関係に応じてステアリング補正制御を行うようにしているので、理想の軌跡で旋回することが可能である。したがって、旋回後は当該無人搬送車を安定して走行ガイドに乗せることができる。
【００３７】
なお、前記の説明では、操舵輪４を駆動する走行モータ３０の回転子軸にエンコーダ１２ｂを連結することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、このエンコーダ１２ｂは、当該無人搬送車の走行距離を検出できればよく、その連結位置は特に限定されるものではない。
【００３８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の無人搬送車は、旋回角が所定の角度になったときに自律旋回を終了させるようにしているので、旋回後は常に直進ガイドと平行な車体姿勢角を確保することができる。
【００３９】
また、旋回半径とその目標値との大小関係に応じてステアリング補正制御を行うようにしているので、理想の軌跡で旋回することが可能であり、旋回後は当該無人搬送車を安定して走行ガイドに乗せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の原理を示す平面図である。
【図２】  図２は本発明の機能ブロック図である。
【図３】  図３は従来例の原理を示す平面図である。
【図４】  図４は従来例の原理を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１  車体
３  前輪
６  ガイドセンサ
７  アドレスセンサ
１０  検出用車輪
１１  サポートアーム
１２ａ  旋回角検出手段（ジャイロ）
１２ｂ  走行距離検出手段（エンコーダ）
２０  走行制御手段
Ｃ−Ｃ  車体中心線
Ｆ−Ｆ  前輪３の輪軸線
Ｐ  代表点
【図１】
0003841206.tif 000003
【図２】
0003841206.tif 000004
【図３】
0003841206.tif 000005
【図４】
0003841206.tif 000006