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JP3628405B2 - Direction correction method and apparatus for traveling vehicle - Google Patents

Direction correction method and apparatus for traveling vehicle Download PDF

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JP3628405B2
JP3628405B2 JP33042795A JP33042795A JP3628405B2 JP 3628405 B2 JP3628405 B2 JP 3628405B2 JP 33042795 A JP33042795 A JP 33042795A JP 33042795 A JP33042795 A JP 33042795A JP 3628405 B2 JP3628405 B2 JP 3628405B2
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JP
Japan
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sensor
center
traveling
detection object
traveling vehicle
Prior art date
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Application number
JP33042795A
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Japanese (ja)
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JPH09167014A (en
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島 茂 樹 田
山 元 青
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Jukogyo KK
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Publication date
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自律して走行する車の走行制御に補正を行う方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
床面清掃ロボットや無人搬送車等の自律走行車の走行制御には、一般にジャイロ等の方位センサが多く用いられている。しかし、例えばジャイロを用いた場合、ジャイロ自体が持つドリフトや、信号処理回路に含まれる積分器等のドリフトが原因となって、走行時間の経過とともにジャイロが検出した方位に含まれる誤差が増大していく。
【0003】
そこで、例えば特開平6−236212号公報に開示された装置のように、一定時間毎にジャイロにサンプリングを行わせて、検出信号に修正を行う制御技術も提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示された走行制御装置には、次のような問題があった。この装置を用いて30分以上の長時間に渡って台車を走行させると、ジャイロが検出した方位に含まれる誤差が累積していき、十分な補正を行うことができない場合があった。この走行制御装置では、図10において台車の走行を開始する地点において、ジャイロの出力を零に設定しておく。しかし、走行時間が長くなるとジャイロの誤差角度ΘErが累積していくので、走行開始時点で設定した走行角度を維持することはできなくなる。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ジャイロ等の方位センサの検出信号に含まれる誤差を一定間隔毎に補正することで、誤差の増大を防止し所定の走行角度を維持することが可能な走行車の方向補正方法及び装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の走行車の方向補正装置は、
走行車に配置された駆動輪と、
前記駆動輪を駆動する駆動手段と、
走行車の走行する方位を検出し、方位信号を出力する方位センサと、
走行経路の途中に断続的に設置された検出対象物を検出し、検出信号を出力するセンサと、
前記センサが出力した前記検出信号と、前記方位センサが出力した前記方位信号とを与えられ、走行経路を走行するように前記駆動手段を制御する制御部とを備え、
前記センサは、
前記走行車の進行方向と略直交する方向における中央部付近に所定長に渡って設けられ、前記検出対象物を検出すると、前記検出対象物の中心と前記センサの中心との間のずれ距離に応じた大きさの電圧値であって、かつ前記センサの中心を基準として前記検出対象物の中心がずれた方向に応じた符号の電圧値を、前記検出信号として出力し、
前記制御部は、
前記センサが前記検出対象物を検出していない間は、前記方位センサが出力した前記方位信号を用いて前記駆動手段を制御し、
前記センサが前記検出対象物を検出し前記検出信号を出力している間は、前記センサの中心を前記検出対象物の中心に一致させるように前記駆動手段の回転速度を制御して走行させると共に、前記方位センサから出力される方位信号を、走行開始時と同一の値に設定する
ことを特徴とする。
【0007】
前記センサは、前記走行車の前方中央部付近に設けられたものであっても良い。
【0009】
また、前記検出対象物は走行車が進入する部分が二股状に拡開していることが望ましい。
【0010】
本発明の走行車の方向補正方法は、
走行車が所定の走行経路を走行するように制御する走行車の方向補正方法において、
走行経路の途中に検出対象物が断続的に設置されており、走行車には、その進行方向と略直交する方向における中央部付近に所定長に渡って設けられ、前記検出対象物の存在の有無及び前記検出対象物との相対的なずれ距離を検出するセンサと、方位を検出する方位センサとが設けられており、
前記センサが前記検出対象物の存在を検出したか否かを判断するステップと、
前記センサが前記検出対象物の存在を検出しない間は、前記方位センサが検出した方位に基づいて走行車が走行経路を走行するように制御するステップと、
前記センサが前記検出対象物の存在を検出している間は、前記センサによって検出された、前記検出対象物の中心と前記センサの中心との間のずれ距離に応じた大きさの電圧値であって、かつ前記センサの中心を基準として前記検出対象物の中心がずれた方向に応じた符号の電圧値に基づいて、前記センサの中心を前記検出対象物の中心に一致させるように走行車の走行を制御すると共に、前記方位センサから出力される方位信号を、走行開始時と同一の値に設定するステップと
を備えることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
本実施の形態による方向補正装置の構成を図1に示し、この装置を搭載した走行車の構成を図2に示す。
【0012】
図2のように、矢印Aの方向に自走する走行車10に右車輪12a及び左車輪12bが配置され、それぞれが右駆動モータ11a及び左駆動モータ11bによって回転する。右駆動モータ11a及び左駆動モータ11bは、右ドライバ15a及び左ドライバ15bによって駆動される。制御装置16は、方位センサ18、前方障害物センサ17a、17b及び17c、磁気ガイドセンサ44、右距離センサ14a及び左距離センサ14bの検出結果に応じて、右ドライバ15a及び左ドライバ15bを制御する。
【0013】
図1に、方向補正装置の構成を、制御装置16の内部構成を含めて示す。制御部16は、インタフェース19a〜19d、メインコントローラ20、カウンタ21、AD変換器22を有している。前方障害物センサ17a、17b及び17cは、図2のように走行車10の前方の中央部及び両側部に設けられており、障害物を検出するとその検出信号をインタフェース19aに入力する。
【0014】
方位センサ18は、例えばジャイロを用いて、基準方位に対する走行車10の走行方位を検出して方位検出信号をインタフェース19bに入力する。操作パネル23は、操作者により入力された情報をインタフェース19bに入力する。
【0015】
磁気ガイドセンサ44は、走行車10の前方中央部付近に取り付けられ、後述するように磁気テープ51との間の横方向のずれ距離や、磁気テープ51の存在の有無を検出し、その結果をインタフェース19bに入力する。
【0016】
インタフェース19aは、前方障害物センサ17a〜17cから出力された信号を与えられ、増幅等の必要な処理を行ってメインコントローラ20に与える。インタフェース19bは、方位センサ18、操作パネル23及び磁気ガイドセンサ44からの信号を与えられて増幅等を行い、メインコントローラ20に与える。ここで、磁気ガイドセンサ44は、磁気テープ51の有無を検出した結果を示す信号をインタフェース19bに入力する。この信号は、「1」又は「0」の値を持つデジタル信号である。磁気ガイドセンサ44はさらに、磁気テープ51の存在を検出したときは、この磁気テープ51との間の相対的なずれ距離を検出し、このずれ距離を示すアナログ信号をA/D変換器22に入力する。
【0017】
磁気ガイドセンサ44は、図3に示されるように、矢印Aの方向に走行車10が進行するときに、磁気テープ51の中心線と磁気ガイドセンサ44の中心との間のずれ量xを検出する。磁気ガイドセンサ44からは、図4に示されるような電圧が出力される。磁気ガイドセンサ44の中心から磁気テープ51の中心が、図3に示されるように左方向にずれた場合(走行車10の中心が磁気テープ51の中心から右方向にずれた場合)は負の電圧が出力され、右方向にずれた場合(走行車10の中心が磁気テープ51の中心から左方向にずれた場合)は正の電圧が出力され、それぞれの電圧レベルはずれ量xの絶対値に比例している。本実施の形態では、磁気ガイドセンサ44は200mmの幅を有し、磁気テープは50mmの幅を有している。左右方向へのずれは50mmずつの範囲内でずれに比例した出力をし、50〜120mmの範囲で一定値を出力するように設定されている。
【0018】
A/D変換器22は、このアナログ信号をデジタル信号に変換してメインコントローラ20に出力する。メインコントローラ20は、磁気ガイドセンサ44が検出した磁気テープ44の有無、及び磁気テープ44が存在するときのずれ距離を内部メモリに格納する。
【0019】
メインコントローラ20には、走行距離に関する情報も入力される。右距離センサ14aは、右駆動モータ11aの回転軸の回転をエンコーダ等で検出し、左距離センサ14bは、左駆動モータ11bの回転軸の回転をエンコーダ等で検出して、カウンタ21に入力する。カウンタ21は、所定時間内の回転数から、右車輪12aと左車輪12bの走行距離を算出してメインコントローラ20に出力する。
【0020】
メインコントローラ20は、インタフェース19a及び19b、カウンタ21から与えられた情報に基づき、インタフェース19cに制御信号を出力する。インタフェース19cは、この制御信号に増幅等を行って右ドライバ15a及び左ドライバ15bに与える。右ドライバ15a及び左ドライバ15bは、この制御信号に基づいて右駆動モータ11a及び左駆動モータ11bの動作を制御する。上述したように、メインコントローラ20には磁気ガイドセンサ44が検出した磁気テープ51との間のずれ距離が入力される。メインコントローラ20は、このずれ距離に応じて比例制御等を行い、磁気テープ51の中心に磁気ガイドセンサ44が一致するように、右駆動モータ11a及び左駆動モータ11bの回転速度を制御する信号をインタフェース19cに出力する。さらに、方位センサ18をリセットして、方位検出信号が示す方位角を走行開始時と同じ0度に設定する。
【0021】
また、メインコントローラ20は清掃に関する制御信号を、インタフェース19dを介して清掃部コントローラ33に与える。
【0022】
図5に、ずれ距離xと、右駆動モータ12aの回転速度VR 及び左駆動モータ12bの回転速度VL の関係を示す。この図に示されたように、磁気ガイドセンサ44の中心から磁気テープ51の中心が右方向にxだけずれた場合は、このxが零となるように、左駆動モータ12bの回転速度VL の方が右駆動モータ12aの回転速度VR よりも相対的に大きく設定される。
【0023】
図6に、磁気テープ51の中心と磁気ガイドセンサ44の中心との間のずれ距離xと左駆動モータ12bの回転速度の関係を示す。磁気ガイドセンサ44の中心から磁気テープ51の中心が左に距離xだけずれた場合は、回転速度はそのずれ距離xに比例した量だけ回転速度が低下する。左方向へのずれ距離xが50mm以上の場合には、回転速度はR2で一定となる。右方向へずれた場合は、最大回転速度R1を維持する。
【0024】
同様に、図7に右駆動モータ12aの回転速度と、磁気テープ51の中心と磁気ガイドセンサ44の中心との間のずれ距離xとの関係を示す。磁気ガイドセンサ44の中心から磁気テープ51の中心が左方向へずれた場合は、右駆動モータ12aは最大回転速度R1で一定となる。逆に、右方向へずれた場合は、そのずれ距離xに応じた速度で低下し、50mm以上ずれると最小回転速度R2で一定となる。
【0025】
磁気テープ51は、走行経路の全てに渡って設ける必要はない。例えば、走行30分間隔毎に、走行車が通過する経路上に長さ2.5mの磁気テープ51を設置する。この磁気テープ51は、図8に示されるように、走行車10の進入部分が二股状に拡開した、進行方向に向かって逆Y字の形状を有している。これにより、矢印A1のように、磁気テープ51の幅よりも大きく走行車10がずれた場合にも、矢印A2のように磁気テープ51の中心に一致するように方向を補正し、矢印A3のように磁気テープ51と一致した方向へ走行させることができる。
【0026】
ここで、磁気テープ51は一定の間隔毎に床面に設定されるため、磁気テープ51が設置されていない間はジャイロ等の方位センサ18を用いて走行制御を行う。そこで、磁気テープの誘導による走行制御と、方位センサによる走行制御とを制御部16において切り換える必要がある。
【0027】
この場合の動作手順を、図9に示す。ステップ101において、方位センサ18によって走行車10の走行方向が基準方位に対して0度か否かを判断する。0度方向へ走行していない場合は、ステップ104へ移行して方位センサ18の方位検出に基づいた制御で走行する。ステップ105として、設定距離を走行したか否かを判断し、走行していない場合はステップ101へ戻り、走行し終わった場合はステップ106において走行車を停止させる。
【0028】
ステップ101において、0度方向へ進行していると判断した場合は、ステップ102において磁気テープ51を検出したか否かを判断する。磁気ガイドセンサ44が磁気テープ51を検出しない場合は、ステップ104へ移行して、上述したように方位センサ18を用いた走行制御を行う。磁気ガイドセンサ44が磁気テープ51を検出した場合は、ステップ103へ移行する。磁気ガイドセンサ44が磁気テープ51との間のずれ距離を検出し、このずれ距離を零にするように制御する。また、このステップ103において、方位センサ18をリセットしてその出力を0度に設定する。
【0029】
本実施の形態によれば、通常は方位センサ18の検出に基づく走行制御を行い、一定間隔毎に床面に設置された磁気テープを検出して、この磁気テープと走行車との相対的なずれ距離を零にするように走行方向を補正することができる。このため、走行時間が長時間に渡る場合にも、方位センサ18の方位検出信号に含まれる誤差が累積して大きくずれることを防止することが可能である。
【0030】
また、磁気テープ51を全ての走行面に設置する必要はなく、一定の間隔毎に貼り付ければよいので、工事は容易である。さらに、走行すべき方向を示すように一定間隔で磁気テープ51を貼り付ければよいため、走行経路の変更も容易に行うことができる。
【0031】
上述した実施の形態は一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、本実施の形態では、磁気テープを磁気ガイドセンサにより検出している。しかし、このような組合せには限定されず、走行すべき方向を示す検出対象物が床面に設置され、これをセンサにより検出して走行方向を補正するものであればよい。例えば、光を反射する光反射テープを床面上に貼り付け、あるいは光反射塗料を床面に塗布し、これを光学式センサにより検出してもよい。さらには、紫外線反射テープを貼り付けたり、紫外線反射塗料を塗布して、紫外線検出センサで検出することもできる。
【0032】
また、本実施の形態では、方位センサの累積誤差を磁気テープ等を検出して零に補正する動作は、0度方向への走行時にのみ行っているが、180度方向の場合、あるいは0度方向への走行時、又は180度方向のいずれかを走行している時にこのような補正を行ってもよい。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の走行車の方向補正方法及びその装置は、走行経路の途中に設けた検出対象物をセンサにより検出して走行車の走行方向との間のずれが零になるように補正を加えることで、方位センサの方位検出誤差の累積を防止することができ、長時間に渡る走行においても正確な走行制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による走行車の方向補正装置の構成を示したブロック図。
【図2】同走行補正装置を搭載した走行車の構成を示したブロック図。
【図3】同走行補正装置における磁気ガイドセンサと磁気テープとの相対的なずれ距離xを示した説明図。
【図4】図3に示されたずれ距離xと、磁気ガイドセンサの出力電圧との関係を示したグラフ。
【図5】同磁気ガイドセンサと磁気テープとの相対的なずれ距離xと、左右の駆動モータの回転速度VL 、VR との関係を示した説明図。
【図6】図3に示されたずれ距離xと、同走行補正装置における左駆動モータの駆動回転速度との関係を示したグラフ。
【図7】図3に示されたずれ距離xと、同走行補正装置における右駆動モータの駆動回転速度との関係を示したグラフ。
【図8】床面に貼り付けられた磁気テープを検出して走行車の走行方向を補正する様子を示した説明図。
【図9】同走行補正装置により、磁気テープを用いた走行方向の補正と、方位センサを用いた走行制御の切り換え動作を示したフローチャート。
【図10】従来の自走車において、走行するに従い走行角度の誤差が累積していく様子を示した説明図。
【符号の説明】
10 走行車
11a 右駆動モータ
11b 左駆動モータ
12a 右駆動輪
12b 左駆動輪
14a 右距離センサ
14b 左距離センサ
15a 右ドライバ
15b 左ドライバ
17a〜17b 前方障害物センサ
18 方位センサ
19a〜19d インタフェース
20 メインコントローラ
21 カウンタ
22 A/D変換器
23 操作パネル
33 清掃部コントローラ
44 磁気ガイドセンサ
51 磁気テープ
61、62 壁
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for correcting travel control of a vehicle that travels autonomously.
[0002]
[Prior art]
In general, an orientation sensor such as a gyro is frequently used for traveling control of an autonomous traveling vehicle such as a floor cleaning robot or an automatic guided vehicle. However, for example, when a gyro is used, the error included in the direction detected by the gyro increases with the passage of travel time due to the drift of the gyro itself and the drift of the integrator included in the signal processing circuit. To go.
[0003]
In view of this, for example, as in the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-236212, a control technique for correcting the detection signal by causing the gyro to perform sampling at regular intervals has been proposed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The travel control device disclosed in the above publication has the following problems. When the cart is run for a long time of 30 minutes or longer using this device, errors included in the direction detected by the gyro accumulate, and there is a case where sufficient correction cannot be performed. In this travel control device, the output of the gyro is set to zero at the point where the travel of the carriage starts in FIG. However, since the error angle ΘEr of the gyro accumulates as the travel time becomes longer, the travel angle set at the start of travel cannot be maintained.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by correcting an error included in a detection signal of an orientation sensor such as a gyro at regular intervals, an increase in the error can be prevented and a predetermined traveling angle can be maintained. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for correcting the direction of a traveling vehicle.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The traveling vehicle direction correction device of the present invention is
Drive wheels arranged in the traveling vehicle;
Drive means for driving the drive wheels;
An azimuth sensor that detects the azimuth of the traveling vehicle and outputs an azimuth signal;
A sensor for detecting a detection object installed intermittently in the course of the travel route and outputting a detection signal;
A control unit that receives the detection signal output from the sensor and the azimuth signal output from the azimuth sensor and controls the driving unit to travel along a travel route;
The sensor is
Provided over a predetermined length near a central portion in a direction substantially orthogonal to the traveling direction of the traveling vehicle, and detecting the detection object, a deviation distance between the center of the detection object and the center of the sensor A voltage value of a corresponding magnitude, and a voltage value of a sign corresponding to a direction in which the center of the detection object is shifted with reference to the center of the sensor is output as the detection signal,
The controller is
While the sensor is not detecting the detection object, the driving means is controlled using the direction signal output by the direction sensor,
While the sensor detects the detection object and outputs the detection signal, the sensor is caused to run while controlling the rotational speed of the driving means so that the center of the sensor coincides with the center of the detection object. The azimuth signal output from the azimuth sensor is set to the same value as at the start of traveling.
[0007]
The sensor may be provided near the front center of the traveling vehicle.
[0009]
Moreover, it is desirable that the detection object has a bifurcated portion where the traveling vehicle enters.
[0010]
The direction correction method for a traveling vehicle of the present invention includes:
In the traveling vehicle direction correction method for controlling the traveling vehicle to travel along a predetermined traveling route,
The detection object is intermittently installed in the middle of the travel route, and the traveling vehicle is provided over a predetermined length near the center in the direction substantially orthogonal to the traveling direction, and the presence of the detection object is present. A sensor for detecting presence / absence and a relative displacement distance from the detection object, and an orientation sensor for detecting an orientation,
Determining whether the sensor has detected the presence of the detection object;
While the sensor does not detect the presence of the detection object, controlling the traveling vehicle to travel along a travel route based on the direction detected by the direction sensor;
While the sensor detects the presence of the detection target, the voltage value is a magnitude corresponding to the deviation distance detected by the sensor between the center of the detection target and the center of the sensor. And a vehicle traveling so that the center of the sensor coincides with the center of the detection object on the basis of a voltage value of a sign corresponding to a direction in which the center of the detection object is shifted with respect to the center of the sensor. And a step of setting the azimuth signal output from the azimuth sensor to the same value as at the start of running.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of the direction correction apparatus according to this embodiment, and FIG. 2 shows the configuration of a traveling vehicle equipped with this apparatus.
[0012]
As shown in FIG. 2, the right wheel 12a and the left wheel 12b are arranged on the traveling vehicle 10 that is self-propelled in the direction of the arrow A, and are rotated by the right drive motor 11a and the left drive motor 11b, respectively. The right drive motor 11a and the left drive motor 11b are driven by the right driver 15a and the left driver 15b. The control device 16 controls the right driver 15a and the left driver 15b according to the detection results of the direction sensor 18, the front obstacle sensors 17a, 17b and 17c, the magnetic guide sensor 44, the right distance sensor 14a and the left distance sensor 14b. .
[0013]
FIG. 1 shows the configuration of the direction correction device including the internal configuration of the control device 16. The control unit 16 includes interfaces 19a to 19d, a main controller 20, a counter 21, and an AD converter 22. The front obstacle sensors 17a, 17b, and 17c are provided at the front center and both sides of the traveling vehicle 10 as shown in FIG. 2, and when the obstacle is detected, the detection signal is input to the interface 19a.
[0014]
The azimuth sensor 18 detects the traveling azimuth of the traveling vehicle 10 with respect to the reference azimuth using, for example, a gyro and inputs an azimuth detection signal to the interface 19b. The operation panel 23 inputs information input by the operator to the interface 19b.
[0015]
The magnetic guide sensor 44 is attached near the front center of the traveling vehicle 10 and detects the lateral displacement distance from the magnetic tape 51 and the presence / absence of the magnetic tape 51 as will be described later. Input to the interface 19b.
[0016]
The interface 19a receives signals output from the front obstacle sensors 17a to 17c, performs necessary processing such as amplification, and supplies the processed signals to the main controller 20. The interface 19 b receives signals from the direction sensor 18, the operation panel 23, and the magnetic guide sensor 44, performs amplification and the like, and supplies the amplified signal to the main controller 20. Here, the magnetic guide sensor 44 inputs a signal indicating the result of detecting the presence or absence of the magnetic tape 51 to the interface 19b. This signal is a digital signal having a value of “1” or “0”. Further, when the magnetic guide sensor 44 detects the presence of the magnetic tape 51, the magnetic guide sensor 44 detects a relative shift distance from the magnetic tape 51, and sends an analog signal indicating the shift distance to the A / D converter 22. input.
[0017]
As shown in FIG. 3, the magnetic guide sensor 44 detects a shift amount x between the center line of the magnetic tape 51 and the center of the magnetic guide sensor 44 when the traveling vehicle 10 travels in the direction of arrow A. To do. A voltage as shown in FIG. 4 is output from the magnetic guide sensor 44. When the center of the magnetic tape 51 is shifted to the left as shown in FIG. 3 from the center of the magnetic guide sensor 44 (when the center of the traveling vehicle 10 is shifted to the right from the center of the magnetic tape 51), it is negative. When a voltage is output and is shifted to the right (when the center of the traveling vehicle 10 is shifted to the left from the center of the magnetic tape 51), a positive voltage is output, and each voltage level becomes an absolute value of the shift amount x. It is proportional. In the present embodiment, the magnetic guide sensor 44 has a width of 200 mm, and the magnetic tape has a width of 50 mm. The deviation in the left-right direction is set to output in proportion to the deviation within a range of 50 mm, and to output a constant value in the range of 50 to 120 mm.
[0018]
The A / D converter 22 converts this analog signal into a digital signal and outputs it to the main controller 20. The main controller 20 stores the presence / absence of the magnetic tape 44 detected by the magnetic guide sensor 44 and the shift distance when the magnetic tape 44 is present in the internal memory.
[0019]
Information related to the travel distance is also input to the main controller 20. The right distance sensor 14a detects the rotation of the rotation shaft of the right drive motor 11a with an encoder or the like, and the left distance sensor 14b detects the rotation of the rotation shaft of the left drive motor 11b with an encoder or the like and inputs it to the counter 21. . The counter 21 calculates the travel distance between the right wheel 12a and the left wheel 12b from the number of rotations within a predetermined time, and outputs it to the main controller 20.
[0020]
The main controller 20 outputs a control signal to the interface 19c based on the information given from the interfaces 19a and 19b and the counter 21. The interface 19c amplifies this control signal and gives it to the right driver 15a and the left driver 15b. The right driver 15a and the left driver 15b control the operations of the right drive motor 11a and the left drive motor 11b based on this control signal. As described above, the shift distance from the magnetic tape 51 detected by the magnetic guide sensor 44 is input to the main controller 20. The main controller 20 performs proportional control or the like according to the deviation distance, and outputs signals for controlling the rotational speeds of the right drive motor 11a and the left drive motor 11b so that the magnetic guide sensor 44 is aligned with the center of the magnetic tape 51. Output to the interface 19c. Further, the azimuth sensor 18 is reset, and the azimuth angle indicated by the azimuth detection signal is set to 0 degrees, which is the same as at the start of traveling.
[0021]
In addition, the main controller 20 provides a cleaning control signal to the cleaning unit controller 33 via the interface 19d.
[0022]
FIG. 5 shows the relationship between the deviation distance x, the rotational speed VR of the right drive motor 12a, and the rotational speed VL of the left drive motor 12b. As shown in this figure, when the center of the magnetic tape 51 is shifted from the center of the magnetic guide sensor 44 by x in the right direction, the rotational speed VL of the left drive motor 12b is set so that x becomes zero. Is set relatively higher than the rotational speed VR of the right drive motor 12a.
[0023]
FIG. 6 shows the relationship between the shift distance x between the center of the magnetic tape 51 and the center of the magnetic guide sensor 44 and the rotational speed of the left drive motor 12b. When the center of the magnetic tape 51 is shifted to the left by the distance x from the center of the magnetic guide sensor 44, the rotation speed is decreased by an amount proportional to the shift distance x. When the shift distance x in the left direction is 50 mm or more, the rotation speed is constant at R2. When it shifts to the right, the maximum rotation speed R1 is maintained.
[0024]
Similarly, FIG. 7 shows the relationship between the rotational speed of the right drive motor 12 a and the shift distance x between the center of the magnetic tape 51 and the center of the magnetic guide sensor 44. When the center of the magnetic tape 51 is shifted leftward from the center of the magnetic guide sensor 44, the right drive motor 12a is constant at the maximum rotation speed R1. On the contrary, when it shifts to the right, it decreases at a speed corresponding to the shift distance x, and when it shifts by 50 mm or more, it becomes constant at the minimum rotation speed R2.
[0025]
The magnetic tape 51 does not need to be provided over the entire travel route. For example, the magnetic tape 51 having a length of 2.5 m is installed on the path through which the traveling vehicle passes every 30 minutes of traveling. As shown in FIG. 8, the magnetic tape 51 has an inverted Y-shape toward the traveling direction in which the traveling portion of the traveling vehicle 10 is expanded into a bifurcated shape. Accordingly, even when the traveling vehicle 10 is displaced larger than the width of the magnetic tape 51 as indicated by the arrow A1, the direction is corrected so as to coincide with the center of the magnetic tape 51 as indicated by the arrow A2, and the arrow A3 is corrected. Thus, it can be made to run in the direction that coincides with the magnetic tape 51.
[0026]
Here, since the magnetic tape 51 is set on the floor surface at regular intervals, traveling control is performed using the direction sensor 18 such as a gyro while the magnetic tape 51 is not installed. Therefore, it is necessary to switch the traveling control by the magnetic tape guidance and the traveling control by the direction sensor in the control unit 16.
[0027]
The operation procedure in this case is shown in FIG. In step 101, the direction sensor 18 determines whether or not the traveling direction of the traveling vehicle 10 is 0 degrees with respect to the reference direction. If the vehicle is not traveling in the 0 degree direction, the process proceeds to step 104 and travels with control based on the direction detection of the direction sensor 18. In step 105, it is determined whether or not the vehicle has traveled the set distance. If the vehicle has not traveled, the process returns to step 101. If the vehicle has traveled, the vehicle is stopped in step 106.
[0028]
If it is determined in step 101 that the heading is proceeding in the 0 degree direction, it is determined in step 102 whether or not the magnetic tape 51 has been detected. When the magnetic guide sensor 44 does not detect the magnetic tape 51, the process proceeds to step 104, and the traveling control using the direction sensor 18 is performed as described above. If the magnetic guide sensor 44 detects the magnetic tape 51, the process proceeds to step 103. The magnetic guide sensor 44 detects the deviation distance from the magnetic tape 51 and controls the deviation distance to be zero. In step 103, the direction sensor 18 is reset and its output is set to 0 degrees.
[0029]
According to the present embodiment, the traveling control based on the detection of the azimuth sensor 18 is usually performed, the magnetic tape installed on the floor surface is detected at regular intervals, and the relative relationship between the magnetic tape and the traveling vehicle is detected. The traveling direction can be corrected so that the deviation distance becomes zero. For this reason, even when the travel time is long, it is possible to prevent the errors included in the direction detection signal of the direction sensor 18 from being accumulated and greatly deviating.
[0030]
Further, it is not necessary to install the magnetic tape 51 on all the running surfaces, and it is only necessary to apply the magnetic tape 51 at regular intervals, so that the construction is easy. Furthermore, since it is only necessary to attach the magnetic tape 51 at regular intervals so as to indicate the direction to travel, the travel route can be easily changed.
[0031]
The above-described embodiment is an example and does not limit the present invention. For example, in the present embodiment, the magnetic tape is detected by a magnetic guide sensor. However, the present invention is not limited to such a combination, and any detection target that indicates the direction in which the vehicle should travel may be installed on the floor surface and detected by a sensor to correct the traveling direction. For example, a light reflecting tape that reflects light may be attached to the floor surface, or a light reflecting paint may be applied to the floor surface, and this may be detected by an optical sensor. Furthermore, an ultraviolet reflective tape can be affixed, or an ultraviolet reflective paint can be applied and detected by an ultraviolet detection sensor.
[0032]
In this embodiment, the operation of correcting the accumulated error of the azimuth sensor to zero by detecting a magnetic tape or the like is performed only when traveling in the 0 degree direction, but in the case of the 180 degree direction or 0 degree. Such correction may be performed when traveling in the direction or when traveling in any direction of 180 degrees.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, the direction correction method and apparatus for a traveling vehicle according to the present invention detect a detection object provided in the middle of the traveling route by a sensor, and the deviation from the traveling direction of the traveling vehicle becomes zero. By adding correction in this way, accumulation of azimuth detection errors of the azimuth sensor can be prevented, and accurate running control is possible even during long-time running.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a traveling vehicle direction correcting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a traveling vehicle equipped with the traveling correction device.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relative displacement distance x between a magnetic guide sensor and a magnetic tape in the travel correction device.
4 is a graph showing the relationship between the deviation distance x shown in FIG. 3 and the output voltage of the magnetic guide sensor.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the relative displacement distance x between the magnetic guide sensor and the magnetic tape and the rotational speeds VL and VR of the left and right drive motors.
6 is a graph showing the relationship between the deviation distance x shown in FIG. 3 and the drive rotational speed of the left drive motor in the travel correction device.
7 is a graph showing the relationship between the deviation distance x shown in FIG. 3 and the drive rotational speed of the right drive motor in the travel correction device.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state in which a traveling direction of a traveling vehicle is corrected by detecting a magnetic tape affixed to the floor surface.
FIG. 9 is a flowchart showing a traveling direction correction using a magnetic tape and a traveling control switching operation using an azimuth sensor by the traveling correction device.
FIG. 10 is an explanatory view showing a state in which errors in the running angle accumulate as the vehicle runs in a conventional self-propelled vehicle.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Traveling vehicle 11a Right drive motor 11b Left drive motor 12a Right drive wheel 12b Left drive wheel 14a Right distance sensor 14b Left distance sensor 15a Right driver 15b Left driver 17a-17b Front obstacle sensor 18 Direction sensor 19a-19d Interface 20 Main controller 21 Counter 22 A / D converter 23 Operation panel 33 Cleaning unit controller 44 Magnetic guide sensor 51 Magnetic tape 61, 62 Wall

Claims (4)

走行車に配置された駆動輪と、
前記駆動輪を駆動する駆動手段と、
走行車の走行する方位を検出し、方位信号を出力する方位センサと、
走行経路の途中に断続的に設置された検出対象物を検出し、検出信号を出力するセンサと、
前記センサが出力した前記検出信号と、前記方位センサが出力した前記方位信号とを与えられ、走行経路を走行するように前記駆動手段を制御する制御部とを備え、
前記センサは、
前記走行車の進行方向と略直交する方向における中央部付近に所定長に渡って設けられ、前記検出対象物を検出すると、前記検出対象物の中心と前記センサの中心との間のずれ距離に応じた大きさの電圧値であって、かつ前記センサの中心を基準として前記検出対象物の中心がずれた方向に応じた符号の電圧値を、前記検出信号として出力し、
前記制御部は、
前記センサが前記検出対象物を検出していない間は、前記方位センサが出力した前記方位信号を用いて前記駆動手段を制御し、
前記センサが前記検出対象物を検出し前記検出信号を出力している間は、前記センサの中心を前記検出対象物の中心に一致させるように前記駆動手段の回転速度を制御して走行させると共に、前記方位センサから出力される方位信号を、走行開始時と同一の値に設定する
ことを特徴とする走行車の方向補正装置。
Drive wheels arranged in the traveling vehicle;
Drive means for driving the drive wheels;
An azimuth sensor that detects the azimuth of the traveling vehicle and outputs an azimuth signal;
A sensor for detecting a detection object installed intermittently in the course of the travel route and outputting a detection signal;
A control unit that receives the detection signal output from the sensor and the azimuth signal output from the azimuth sensor and controls the driving unit to travel along a travel route;
The sensor is
Provided over a predetermined length near a central portion in a direction substantially orthogonal to the traveling direction of the traveling vehicle, and detecting the detection object, a deviation distance between the center of the detection object and the center of the sensor A voltage value of a corresponding magnitude, and a voltage value of a sign corresponding to a direction in which the center of the detection object is shifted with reference to the center of the sensor is output as the detection signal,
The controller is
While the sensor is not detecting the detection object, the driving means is controlled using the direction signal output by the direction sensor,
While the sensor detects the detection object and outputs the detection signal, the sensor is caused to run while controlling the rotational speed of the driving means so that the center of the sensor coincides with the center of the detection object. A direction correction device for a traveling vehicle, wherein the direction signal output from the direction sensor is set to the same value as that at the start of traveling.
前記センサは、前記走行車の前方中央部付近に設けられたことを特徴とする請求項1記載の走行車の方向補正装置。2. The traveling vehicle direction correction device according to claim 1, wherein the sensor is provided in the vicinity of a front center portion of the traveling vehicle. 前記検出対象物は、走行車が進入する部分は二股状に拡開していることを特徴とする請求項1又は2記載の走行車の方向補正装置。The traveling vehicle direction correction device according to claim 1 or 2, wherein the detection object has a bifurcated portion where a traveling vehicle enters. 走行車が所定の走行経路を走行するように制御する走行車の方向補正方法において、
走行経路の途中に検出対象物が断続的に設置されており、走行車には、その進行方向と略直交する方向における中央部付近に所定長に渡って設けられ、前記検出対象物の存在の有無及び前記検出対象物との相対的なずれ距離を検出するセンサと、方位を検出する方位センサとが設けられており、
前記センサが前記検出対象物の存在を検出したか否かを判断するステップと、
前記センサが前記検出対象物の存在を検出しない間は、前記方位センサが検出した方位に基づいて走行車が走行経路を走行するように制御するステップと、
前記センサが前記検出対象物の存在を検出している間は、前記センサによって検出された、前記検出対象物の中心と前記センサの中心との間のずれ距離に応じた大きさの電圧値であって、かつ前記センサの中心を基準として前記検出対象物の中心がずれた方向に応じた符号の電圧値に基づいて、前記センサの中心を前記検出対象物の中心に一致させるように走行車の走行を制御すると共に、前記方位センサから出力される方位信号を、走行開始時と同一の値に設定するステップと
を備えることを特徴とする走行車の方向補正方法。
In the traveling vehicle direction correction method for controlling the traveling vehicle to travel along a predetermined traveling route,
The detection object is intermittently installed in the middle of the travel route, and the traveling vehicle is provided over a predetermined length near the center in the direction substantially orthogonal to the traveling direction, and the presence of the detection object is present. A sensor for detecting presence / absence and a relative displacement distance from the detection object, and an orientation sensor for detecting an orientation,
Determining whether the sensor has detected the presence of the detection object;
While the sensor does not detect the presence of the detection object, controlling the traveling vehicle to travel along a travel route based on the direction detected by the direction sensor;
While the sensor detects the presence of the detection target, the voltage value is a magnitude corresponding to the deviation distance detected by the sensor between the center of the detection target and the center of the sensor. And a vehicle traveling so that the center of the sensor coincides with the center of the detection object on the basis of a voltage value of a sign corresponding to a direction in which the center of the detection object is shifted with respect to the center of the sensor. A direction correction method for a traveling vehicle, comprising: controlling the traveling of the vehicle and setting an azimuth signal output from the azimuth sensor to the same value as at the start of traveling.
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