【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導体に沿って走行するガイド走行と、誘導体から外れて予め設定された走行経路を走行する自律走行とを実行可能に構成された無人搬送車に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の無人搬送車として、特開平２−
２７８３１１号公報のものがある。 このものは、無人搬送車が誘導線への乗移り予定地点で、車体を左右に振ることにより、誘導線を確実に検知しようとするものである。

【０００３】また、特開平３−１３０８０６号公報のものは、磁気センサ及び駆動輪の回転を検出するエンコーダを備えたハイブリッド形の走行ロボットに関するもので、走行開始時にガイドテープを検出して走行方向を補正することによりガイドテープの存在しない位置でのエンコーダの検出状態に基づく自律走行の精度を高めると共に、走行終了時にガイドテープを検出することにより走行方向を補正しようとするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平２−２７８３１１号公報のものでは、無人搬送車が誘導線への乗移り予定地点で停止した状態で誘導線を検知する構成であるので、誘導線の検出に時間を要して移動時間が長くなるという欠点がある。

【０００５】また、特開平３−１３０８０６号公報のものは、ガイドテープの端から自律走行して所定のガイドテープの端に移動する構成であり、自律走行後にガイドテープが検知できなかった場合の補正手段がないという欠点がある。 また、ガイドテープの途中で自律走行して移動することもできないという欠点がある。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、自律走行により誘導体の途中に対応した位置に短時間で移動することができる無人搬送車を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれば、ガイド走行手段は、誘導体検出手段の検出状態に基づいて誘導体に沿って走行する。 また、自律走行手段は、誘導体から外れて予め設定された走行経路上を走行する。

【０００８】さて、走行制御手段は、走行指令に応じて自律走行により所定の誘導体の途中に対応する位置に移動してから、前記ガイド走行手段によるガイド走行に移行する。

【０００９】このとき、走行制御手段による走行終了時には誘導体に対応する位置に位置しているはずであるが、走行状態によっては誘導体の途中に対応する位置の手前であったり、誘導体に対応する位置を行き過ぎてしまうことがある。

【００１０】このような場合は、走行制御手段による走行終了時に誘導体検出手段が誘導体を検出できないので、位置ずれ判断手段は、走行制御手段による走行終了時に誘導体検出手段が誘導体を検出できなかったときは、自律走行中に誘導体検出手段が誘導体を検出したか否かにより誘導体に対する位置ずれを判断する。

【００１１】そして、走行補正手段は、位置ずれ判断手段による位置ずれに基づいて誘導体上を走行するように走行経路を補正するので、自律走行により誘導体の途中に対応する位置に短時間で移動することができる。

【００１２】請求項２の発明によれば、走行制御手段による走行終了時に誘導体に対応する位置から位置ずれした場合であっても、誘導体に沿った仮想経路を設定することにより、その仮想経路を誘導体に対応した位置に一致するように走行経路を補正することにより誘導体に沿った位置に短時間に移動することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を走行ロボットに適用した第１実施例を図１乃至図７を参照して説明する。
図２は走行ロボットの構成を概略的に示している。 この図２において、本実施例の走行ロボット１は、基地局と呼ばれる図示しない外部のコンピュータ上にて走行プログラムを作成した後、無線通信により無人搬送車としての走行ロボット１に走行指令を与えるようになっており、その走行指令を無線受信部２で受信するようなっている。 この場合、走行ロボット１が目的地に到着するまでの経路は、複数の区間を組合わせて形成されるので、
走行ロボット１への指令は同時に複数送信されるようになっている。

【００１４】走行データ管理部３は、無線受信部２が受信した走行指令を順に管理する。 そして、指令位置移動処理部４（本発明のガイド走行手段、自律走行手段、走行制御手段、位置ずれ判断手段、走行補正手段、仮想経路設定手段に相当）は、走行データ管理部が管理している走行指令を順に実行することにより走行ロボット１を所定の走行経路に沿って走行させるようなっている。

【００１５】図３は走行中の走行ロボット１を上面から示す概略図である。 この図３において、走行ロボット１
は、誘導体としての磁気テープ５上を走行するようになっている。 この場合、磁気テープ５は並列に配列されており、走行ロボット１は後述するように走行指令に応じて一方の磁気テープ５上を走行するガイド走行から他方の磁気テープ５上を走行するガイド走行に移行するように設定されている。

【００１６】図４は走行ロボット１の下面を概略的に示している。 この図４において、走行ロボット１の下面の中央部には一対の駆動輪６が設けられていると共に、下面の４隅にはキャスタ７が設けられている。 この場合、
駆動輪６は、モータ（図１に符号８で示す）により独立により駆動されるようになっていると共に、キャスタ７
は進行方向に従ってその向きを変更するようになっている。

【００１７】また、走行ロボット１の下面の前後には磁気テープ５を検出する磁気センサ９が取付けられている。 この磁気センサ９は、磁気テープ５に対向する位置にあるときはオン状態となると共に、磁気テープ５の中心位置からの変位量（例えば磁気テープ５の幅が１４０
ｍｍの場合は磁気テープ５の中心位置から±７０ｍｍ、
つまり磁気テープ５の一方の端から０〜１４０ｍｍ）に応じたレベルの信号を出力するようになっている。

【００１８】図１は、図２で示した指令位置移動処理部４の構成を概略的に示しており、これはマイクロコンピュータを主体として構成されている。 この図１において、地図データ記憶部１０は、走行ロボット１が走行する路面上にＸＹ座標を設定した状態の地図を記憶しており、座標位置（Ｘ，Ｙ）とＹ軸からの回転角度により設定される所定位置に、走行ロボットの停止、通過位置、
ガイドテープの設置位置、停止位置を知らせるためのマーカーの設置位置等をＩＤ番号に対応させて記憶している。

【００１９】経路生成部１１は、地図データ記憶部１０
に記憶された地図データに基づいて磁気テープ５上を走行するガイド走行経路か直進や分岐等からなる自律走行経路を生成する。 目標値算出部１２は、経路生成部１１
により設定された経路（ガイド走行経路若しくは自律走行経路）上に目標位置を複数箇所設定する。

【００２０】位置・姿勢誤差算出部１３は、ガイド走行時において磁気センサ９の検出状態に基づいて磁気テープ５の中心位置に対する横方向への誤差（横ずれ）及び姿勢誤差等の補正データを算出する。 現在値算出部１４
は、モータ８に取付けられたエンコーダ１５からの指令に基づいて現在地を示す現在値を算出する。

【００２１】そして、制御量算出部１６は、目標値算出部１２により算出された目標位置と現在値算出部１４により算出された現在位置との２点間の位置関係を判断し、目標位置までの経路を生成するもので、目標位置関係によって、自転、カーブ、真横移動、車線変更等の動作パターンに応じてモータドライバ１７を通じてモータ８を駆動する。

【００２２】次に上記構成の作用について説明する。 図５は指令位置移動処理部４の動作を示すフローチャートである。 この図５において、指令位置移動処理部４を構成する経路生成部１１は、走行データ管理部３からの走行指令に応じて、地図データ記憶部１０に記憶された地図データから目標位置を表すＩＤデータに基づいて必要な情報を取出し（Ｓ１）、磁気テープ５上を走行するガイド走行経路若しくは直進や分岐等からなる自律走行経路を生成する（Ｓ２）。

【００２３】目標値算出部１２は、経路生成部１１で作成された経路（ガイド走行経路若しくは自律走行経路）
と現在値算出部１４が示す現在値との差に基づいて目標値を算出して制御量算出部１６に与える（Ｓ３）。

【００２４】そして、制御量算出部１６は、経路生成部１１が磁気テープ５上を走行するガイド走行経路を作成したときは（Ｓ４：ＹＥＳ）、磁気センサ９がオンしているか否かを判定する（Ｓ５）。 この場合、磁気センサ９は、磁気テープ５に対向する位置（磁気テープ５の中心から−７０ｍｍ〜＋７０ｍｍ）にあるときはオンしているので、オンしているということは磁気テープ５上に位置していることを意味する。

【００２５】ここで、磁気センサ９は、磁気テープ５の中心からの変位量に応じたレベルの信号を出力しているので、位置・姿勢誤差算出部１３は、走行ロボット１の前後に設けられた２つの磁気センサ９の信号レベルに基づいて磁気テープ５の中心からの横方向への誤差及び姿勢誤差（進行方向の誤差）を知ることができる。

【００２６】従って、制御量算出部１６は、目標値算出部１２及び位置・姿勢誤差算出部１３による演算結果に基づいて制御量を算出してモータドライバ１７を通じてモータ８を駆動する。 この場合、制御量算出部１６は、
位置・姿勢誤差算出部１３により演算された横方向への誤差及び姿勢誤差が両方とも零となるようにモータ８を制御する。

【００２７】続いて、制御量算出部１６は、現在値算出部１４の検出結果に基づいて目標値算出部１２が算出した目的地に到着したか否かを判断し（Ｓ９）、目的地に到達していなかったときは目標値算出部１２により新たな目標値を設定し、上述した動作を繰り返す。 以上の動作により、走行ロボット１はガイド走行時においては磁気テープ５上を走行する。

【００２８】さて、走行ロボット１は、所定位置に達したと判断したときは、走行指示に応じて図３に示すように一方の磁気テープ５から当該磁気テープ５と並列配置された他方の磁気テープ５に移動する。 つまり、経路生成部１１は、ガイド走行時において地図データに基づいて分岐点（ノード）（同図中にＡで示す）に到達したと判断したときは、自律走行に移行すると判断する（Ｓ
４：ＮＯ）。 この場合、図３に示すように自動車が車線を変更するような経路（図中にＢで示す）を走行することにより、移動時間を短くすることができる。

【００２９】そこで、目標値算出部１２は、所定曲率のカーブを接続することにより図３にＢで示した自律走行経路を生成すると共に斯様に生成した自律走行経路上に複数の目標値を設定する（Ｓ３）。 これにより、制御量算出部１６は、最初の目標値に到達するようにモータ８
を制御する。 このとき、制御量算出部１６は、磁気センサ９の出力モニタ処理を実行することにより（Ｓ１
０）、走行ロボット１が磁気テープ５上に到達したか否かを判断している。 以上の動作を繰返すことにより、走行ロボット１は自律走行により一方の磁気テープ５を走行するガイド走行から自律走行に移行する。

【００３０】そして、経路生成部１１は、他方の磁気テープ５上に設定されたノード（図３中にＣで示す）に到達したと判断したときは、ガイド走行に移行すると判断し（Ｓ４：ＹＥＳ）、磁気センサ９がオンしているか否かを判断する（Ｓ５）。 このとき、走行ロボット１が他方の磁気テープ５の途中上に正しく位置しているときは、磁気センサ９はオンしているので、上述したように磁気センサ９の検出状態に基づいてガイド走行を実行する。

【００３１】ところで、自律走行時においては、モータ８に取付けたエンコーダ１５からの信号だけでモータ８
の回転を制御するデッドレコニング走行を行うので、この間は磁気センサ９からの出力に基づく補正を行うことができない。 このため、路面状態の外乱等により自律走行中の現在位置の判断が実際の走行経路と異なることがある。 このため、現在値算出部１４による現在値が実際の現在値と異なり、他方の磁気テープ５上のノードに達してガイド走行に移行すると判断したときに走行ロボット１が磁気テープ５上に位置せず磁気センサ９がオンしていないことがある（Ｓ５：ＮＯ）。

【００３２】このような場合、制御量算出部１６は、自律走行中におけるセンサ出力モニタ処理により磁気センサ９がオンしたか否かを判定し、磁気センサ９がオフ状態を継続したときは他方の磁気テープ５に到達していないと判断し、磁気センサ９がオフからオンして再びオフしたときは磁気テープ５を横切ったと判断する。

【００３３】このとき、走行ロボット１が磁気テープに到達していないときは、図６に示すように走行ロボット１は他方の磁気テープ５の手前側に位置し、走行ロボット１が他方の磁気テープ５を横切ったときは、図７に示すように走行ロボットは他方の磁気テープ５を横切った向こう側に位置している。

【００３４】さて、制御量算出部１６は、上述したような判断に基づいて磁気テープ５上に移動するように次のようにしてモータ８を駆動する。 即ち、自律走行終了時においては走行ロボット１から磁気テープ５までの距離及び進行方向は分らないので、その距離の大小にかかわらず、自律走行中に磁気センサ９がオフ状態を継続したときは、図６に示すように磁気テープ５の手前側の位置に当該磁気テープ５に沿った仮想経路（図中にＤで示す）を設定し（Ｓ１１）、自律走行中に磁気センサ９がオフからオンして再びオフしたときは、図７に示すように磁気テープ５を横切った位置に当該磁気テープ５に沿った仮想経路（図中にＥで示す）を設定し、その仮想経路上に走行ロボット１が位置しているものと仮定する。

【００３５】ここで、走行ロボット１は、ガイド走行時においては磁気テープ５と自己の進行方向の角度差（Δ
θ）、横方向の位置誤差（Δｘ）を共に零とするように制御しており、前後の磁気センサ９の出力によってΔ
θ、Δｘを算出しているが、磁気センサ９が磁気テープ５を検出するまで、仮想経路のデータをΔθ＝０、ΔＸ
＝Ｌとして仮想誤差を設定することにより（Ｓ１２）、
Δｘが０となるように制御する。

【００３６】以上の制御により、走行ロボット１は磁気テープ５に接近するように移動するので、斯様な制御を繰り返すことにより、磁気センサ９が磁気テープ５を検出するまで移動し、その後は磁気センサ９からの信号レベルに基づいて得られたΔθ、Δｘによって走行ロボット１は磁気テープ５上を移動するガイド走行に移行することができる。

【００３７】上記構成のものによれば、自律走行により磁気テープ５の途中に対応した位置に移動してから、ガイド走行に移行するような走行を実行する場合に、自律走行を終了した際に磁気センサ９の出力状態に基づいて磁気テープ５に対する位置ずれを判断し、その位置ずれの判断結果に基づいて磁気テープ５に接近するように移動制御するようにしたので、誘導体を検出できなくなったときに、単に検出エラーとすることによる作業の中断、ロボットの停止、徐行をする構成に比較して、作業の流れの中で誘導体を検索しながら走行ロボット１を停止させることなく短時間で磁気テープ１の途中に対応した位置に短時間で移動してガイド走行に移行することができる。

【００３８】この場合、自律走行の終了時に判断した磁気テープ５に対する位置ずれの判断結果に基づいて仮想経路を設定し、その仮想経路に基づいて磁気テープ５上に移動するように制御したので、簡単な制御で磁気テープ５上に短時間で移動することができる。

【００３９】図８は本発明の第２実施例を示している。
この第２実施例は、壁面或いは工場内設備を誘導体として利用することを特徴としている。 即ち、図８において、走行ロボット１は、四隅に誘導体検出手段としての赤外線距離センサ１７を備えており、それらの赤外線距離センサ１７の壁面等からのずれ量及びずれ角度を算出し、それらの誤差が両方共に零となるように制御することにより、壁面から一定距離の位置にガイド走行時の目標走行線を設定する。 この場合、壁面からの赤外線距離センサ１７までの距離と当該赤外線距離センサ１７から走行ロボット１の中心までの距離の加算値が現在の実際の走行線に相当するので、目標走行線に対する実際の走行線のずれ量及びずれ角度を算出することにより、第１
実施例と同様に、壁面等にそってガイド走行を実行することができる。

【００４０】ここで、走行ロボット１が自律走行により一方の目標走行線から他方の目標走行線に移動する際に、他方の目標走行線から壁面に近付きすぎたり、離れすぎた場合は、赤外線距離センサ１７の検出範囲外となり、壁面に対するずれ量及びずれ角度が不明となるので、このような場合は、第１実施例と同様に他方の目標走行線の両側に仮想経路を設定して同様な制御を実行することにより、目標走行線の途中に短時間で移動することができる。 尚、赤外線距離センサ１７の反射光を均一にするための反射板を壁面に設置するようにしてもよい。

【００４１】本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。 誘導体としてガイドテープを設置し、光センサによりガイドテープを検出するようにしてもよい。 磁気テープの終端から磁気テープの途中に移動するように制御するものを対象としてもよい。 この場合、磁気テープが直交するように配列されていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における指令位置移動処理部の構成を示すブロック図

【図２】全体の構成を示す概略図

【図３】正規の走行軌跡を示す走行ロボットの平面図

【図４】走行ロボットの底面図

【図５】指令位置移動処理部の動作を示すフローチャート

【図６】走行経路を外れた状態で示す図３相当図

【図７】走行経路を外れた状態で示す図３相当図

【図８】本発明の第２実施例を示す図３相当図

【符号の説明】

１は走行ロボット（無人搬送車）、４は指令位置移動処理部（ガイド走行手段、自律走行手段、走行制御手段、
位置ずれ判断手段、走行補正手段、仮想経路設定手段）、５は磁気テープ（誘導体）、９は磁気センサ（誘導体検出手段）、１７は赤外線距離センサ（誘導体検出手段）である。