自律旋回装置

【課題】操舵輪が接地する床等に影響されることなく適切に操舵できる自律旋回装置を提
供する。
【解決手段】自律旋回装置２は、車両が旋回を開始する始点を検知する位置検知手段６と
、車両の走行した距離を検出する距離検出手段８と、操舵輪３６を操舵する操舵装置１０
と、操舵輪３６が操舵される操舵角を検出する角度検出手段１２と、車両の走行する距離
の累積値を車両が旋回するときの操舵輪３６の目標操舵角に対応させた旋回データを記録
した記憶手段１４と、操舵装置１０の動作を制御する制御装置１６とを備える。制御装置
１６は、車両の始点から走行した距離が旋回データの累積値に達した時点で、操舵輪３６
の操舵角が旋回データの目標操舵角に合致するように、操舵装置１０を動作させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め設定された行程に従い走行する車両を旋回させる自律旋回装置に関する
。
【背景技術】
【０００２】
図５に示すように、互いに直行する走行ガイド２８，３０が床等に埋設されている。矢
印Ｆ方向へ走行する無人搬送車である車両３２は、その前後部に取付けた２つのガイドセ
ンサ３４で走行ガイド２８を検出し、走行ガイド２８に沿って直進する。車両３２の操舵
輪３６がＡ地点に達したところで車両３２を停止させ、操舵輪３６を仮想線で表した姿勢
になるよう操舵する。この後、車両３２を発進させると、車両３２は旋回する。同図は、
車両３２が９０°旋回するときの軌跡３８と操舵輪３６の軌跡４０を表している。続いて
、車両３２の操舵輪３６がＢ地点に達したところで再び車両３２を停止させ、操舵輪３６
を直進する向きに戻す。言い換えると、操舵輪３６が走行ガイド３０と平行な姿勢になる
よう操舵される。この後、車両３２を発進させると、車両３２は２つのガイドセンサ３４
で走行ガイド３０を検出し、走行ガイド３０に沿って直進する。
【０００３】
上記のように車両３２が旋回している間、ガイドセンサ３４は走行ガイド２８，３０を
検出しない。以下に述べる自律旋回とは、走行ガイド２８，３０に関わりなく、車両３２
を旋回させるために操舵輪３６が操舵される動作を意味する。また、特許文献１は、車両
が自律旋回を開始した時点で、車両の姿勢である旋回角をジャイロスコープ等で検出し、
この旋回角に照らして車両が旋回を終えるタイミングを決定する技術を開示している。
【特許文献１】特開２００３−２４１８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６は、同一の車両３２が旋回する過程でその姿勢の変化を重ね合わせて表した平面図
である。自動倉庫等で稼働する無人搬送車は、走行中に操舵を行うので次の問題がある。
即ち、操舵輪３６がＡ地点を通過するのと同時に操舵が開始されるが、操舵輪３６が所定
の操舵角に操舵されるまでには、ある程度の動作時間を要する。操舵輪３６を直進する向
きに戻すときも同様である。この間に走行し続ける車両３２と操舵輪３６の軌跡はそれぞ
れ点線３９，４１のようになり、操舵輪３６のいわゆる切り遅れが起こる。これが著しい
場合、走行ガイド３０の上方からガイドセンサ３４が逸れ、走行ガイド３０をガイドセン
サ３４で検出できない事態となる。
【０００５】
また、操舵輪３６を操舵する操舵装置は、操舵輪３６が接地する床等から操舵の反力と
して摩擦力を受けるので、床等の摩擦係数が大きい程、上記の動作時間は遅延する傾向が
ある。しかしながら、床等の摩擦係数は不確定な要素であるので、操舵輪３６の切り遅れ
を数量的に予測するのは困難である。このため、走行中に操舵する車両３２の軌跡（点線
３９）を軌跡３８に近づけるには、操舵輪３６がＡ地点を通過する少し前に操舵が開始さ
れるように、手探りで操舵装置の動作するタイミングを調整しなければならない。
【０００６】
そこで、本発明は、操舵輪が接地する床等に影響されることなく適切に操舵できる自律
旋回装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するため、操舵輪を有する車両が走行する行程で、前記車両を
旋回させるために前記操舵輪を操舵する自律旋回装置であって、前記車両が旋回を開始す
る始点を検知する位置検知手段と、前記車両の走行した距離を検出する距離検出手段と、
前記操舵輪を操舵する操舵装置と、前記操舵輪が操舵される操舵角を検出する角度検出手
段と、前記車両の走行する距離の累積値を前記車両が旋回するときの前記操舵輪の目標操
舵角に対応させた旋回データを記録した記憶手段と、前記操舵装置の動作を制御する制御
装置とを備え、前記始点から前記車両の走行した距離が前記旋回データの累積値に達した
時点で、前記制御装置は、前記操舵輪の操舵角が前記旋回データの目標操舵角に合致する
ように、前記操舵装置を動作させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、前記記憶手段が、逐次に増加する複数の前記累積値と、それぞれの累
積値毎に定められた複数の前記目標操舵角とを記録したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る自律旋回装置によれば、車両の旋回を開始するべき始点が位置検知手段に
よって検知されると同時に、距離検出手段が始点からの車両の走行した距離を検出する。
この距離が旋回データの累積値に達した時点で、制御装置は、操舵輪の実際の操舵角が旋
回データの目標操舵角の値に合致するように操舵装置を動作させる。これにより、操舵輪
の切り遅れ、或いは操舵輪の操舵角が目標操舵角よりも先行するという問題を解消するこ
とができる。従って、当該自律旋回装置によれば、操舵輪の設置する床等の状況、操舵輪
の材質、又は操舵輪の接地する面積の広さに無関係に、操舵輪を適切に操舵することがで
きる。また、操舵装置の動作するタイミングをオペレータの経験又は勘に頼って決めると
いう調整作業を殆ど省略することができる。
【００１０】
更に、本発明に係る自律旋回装置は、逐次に増加する複数の累積値と、それぞれの累積
値毎に定められた複数の目標操舵角とを、記憶手段が旋回データとして記録している。こ
のため、制御装置は、始点からの車両の走行した距離が増加する毎に、操舵輪の実際の操
舵角が旋回データの目標操舵角の値に合致するように操舵装置を動作させるので、車両が
自律旋回している間に操舵角に僅な狂いが生じても、これを繰り返し修正することができ
る。従って、当該自律旋回装置によれば、自律旋回を終えた車両を予め設定された行程に
正確に従わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、操舵輪３６を有する車両の走行する行程で操舵輪３６を操舵する自律旋回装置
２の概略を示している。操舵輪３６の接地する床等に走行ガイドが埋設され、図２に示す
車両３２にガイドセンサが取付けられている点は、従来と同様である。自律旋回装置２は
、車両３２が旋回を開始する始点４を検知する位置検知手段６と、車両３２の走行した距
離を検出する距離検出手段８と、操舵輪３６を操舵する操舵装置１０と、操舵輪３６が操
舵される操舵角を検出する角度検出手段１２と、後述の旋回データを記録した記憶手段１
４と、コンピュータを主体とする制御装置１６とを備える。
【００１２】
操舵装置１０は、操舵輪３６の車軸１８をアーム２０で支持し、アーム２０を操舵用モ
ータ２２の回転力で鉛直軸周りに回転させるものである。操舵輪３６は、アーム２０と共
に回転することにより操舵される。更に、操舵装置１０は、アーム２０に内装されたギア
列を介して操舵輪３６に駆動力を伝達する駆動用モータ２４を備える。角度検出手段１２
は、操舵装置１０によるアーム２０の回転する角度を検出し、これを制御装置１６へ送信
するポテンショメータである。距離検出手段８は、駆動用モータ２４が回転する回転角を
検出するロータリエンコーダであり、この回転角が制御装置１６によって車両３２の走行
した距離に換算される。
【００１３】
上記の走行ガイドは、交流電流を通電される誘導線又は磁石であり、上記のガイドセン
サは、ピックアップコイル３５を誘導線の上方で対を成すよう配置したものである。車両
３２が走行ガイドに沿って直進するとき、走行ガイドから一対のピックアップコイル３５
までのそれぞれの距離は等しくなるが、車両３２が走行ガイドに対して車幅方向に逸れる
と、一対のピックアップコイル３５の間に電位差が生じる。このとき、制御装置１６は、
電位差が生じない位置に車両３２を導くように、操舵装置１０に操舵輪３６を操舵させる
。また、走行ガイドが上記の磁石である場合、その磁場の中心をガイドセンサが検出し、
車両３２が磁場の中心を通るよう操舵輪３６の操舵が行われる。
【００１４】
位置検知手段６は、床等の始点４に相当する場所に埋設された永久磁石を、ピックアッ
プコイル３５で検出するものである。始点４は、位置検知手段６が車両３２の走行する行
程の途中に特定できる地点を意味する。記憶手段１４は、車両３２が旋回しながら走行す
る距離の累積値と、車両３２が旋回するときの操舵輪３６の目標操舵角とを記録したＲＯ
Ｍである。累積値は、操舵輪３６が始点４から移動する距離であり、操舵輪３６の軌跡を
表した曲線２６の始点４からの長さである。目標操舵角は、車両３２の旋回する半径ｒ、
車両３２の旋回する角度φ、及びホイルベースｄに基づき算定される値である。
【００１５】
図３に示すように、操舵角θは、操舵輪３６の車両３２に対する角度であり、操舵輪３
６が車両３２を直進させる方向を向くときを０度と定められている。θの値が増加するこ
とは、操舵角が大きくなることを意味する。また、矢印Ｆ方向に前進する車両が右旋回す
るように操舵輪３６が操舵されたとき、操舵角θの符号は＋となり、同車両が左旋回する
ように操舵輪３６が操舵されたとき、操舵角θの符号は−となる。旋回データは、以上に
述べた累積値と目標操舵角とを互いに対応させたものである。表１は、逐次に増加する複
数の累積値Ｘo と、これらの累積値Ｘo 毎に算定された複数の目標操舵角θo が、それぞ
れ対応することを示している。
【００１６】
【表１】

【００１７】
次に、自律旋回装置２による車両の自律旋回について説明する。以下のＳ１〜Ｓ６は、
図４のフローチャートのステップを指している。
【００１８】
図２に示すように、車両３２が矢印Ｆ方向に直進し、制御装置１６は、操舵輪３６が始
点４に達したことをピックアップコイル３５によって認識する（Ｓ１）。これと同時に、
制御装置１６は、操舵装置１０に操舵輪３６の操舵を開始させる（Ｓ２）。同図の操舵輪
３６は、図３の＋θ方向に操舵された姿勢である。車両３２が更に走行するに従って、制
御装置１６は、距離検出手段８が検出する駆動用モータ２４の回転角に基づき、操舵輪３
６が始点４に達した時点から車両３２の走行した実走距離Ｘを計測する（Ｓ３）。
【００１９】
制御装置１６は、実走距離Ｘが旋回データの累積値Ｘo に達した時点で、操舵輪３６の
実際の操舵角θと、旋回データの目標操舵角θo とを比較し（Ｓ４）、操舵角θが目標操
舵角θo の値に合致するように操舵装置１０を動作させる（Ｓ５）。例えば、実走距離Ｘ
が１５ｍｍであるときに実際の操舵角θが７．１度であれば、制御装置１６は、θの値が
０．４度増加する方向へ操舵輪３６を操舵し、[0004]番目の旋回データの目標操舵角θo
＝７．５度に操舵角θを合致させる。或いは、上記の例で、操舵輪３６の操舵が車両３２
の走行よりも先行し、実際の操舵角θが目標操舵角θo を超えていれば、制御装置１６は
、θの値が減少する方向へ操舵輪３６を操舵し、操舵角θを７．５度に合致させる。
【００２０】
以上に述べた操舵装置１０の動作により、操舵輪３６と床等との摩擦力に起因する操舵
輪３６の切り遅れを解消することができる。このため、自律旋回を終えた車両３２のガイ
ドセンサが走行ガイドの上方から逸れることがなく、車両３２が予め設定された行程を逸
脱することはない。
【００２１】
また、自律旋回装置２によれば、操舵装置１０の動作するタイミングをオペレータの経
験又は勘に頼って決めるという調整作業を殆ど省略することができる。この効果は、操舵
輪３６と床等との摩擦力が小さい場合も達成される。即ち、操舵装置１０が受ける操舵の
反力が過小であっても、操舵輪３６の操舵角θが目標操舵角θo よりも先行することはな
い。従って、自律旋回装置２によれば、操舵輪３６を床面の状況、操舵輪３６の材質、又
は操舵輪３６の接地する面積の広さと無関係関に、操舵輪３６を適切に操舵することがで
きる。
【００２２】
また、制御装置１６は、実走距離Ｘが増加する毎に記憶手段１４にアクセスし（Ｓ６）
、操舵輪３６の実際の操舵角θが旋回データの目標操舵角θo の値に合致するように、操
舵装置１０を動作させることができる（Ｓ５）。このため、自律旋回装置２は、車両３２
が自律旋回している間に操舵角θに僅な狂いが生じても、これを繰り返し修正できるとい
う利点がある。
【００２３】
最後に、制御装置１６は、[0050]番目の旋回データの目標操舵角θo ＝０度に操舵角θ
が合致するように操舵装置１０を動作させる（Ｓ５）。この動作が完了したところで、自
律旋回装置２による車両３２の自律旋回は終了する。
【００２４】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修
正、又は変形を加えた態様でも実施できる。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い。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、操舵輪の個数、操舵輪の配置、又は車両の用途に関わりなく、あらゆる車両
の自律旋回に有益な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る自律旋回装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態に係る自律旋回装置により操舵輪を操舵される車両が旋回する過程を示す平面図。
【図３】本発明の実施形態に係る自律旋回装置に適用した操舵輪の操舵角を説明する平面図。
【図４】本発明の実施形態に係る自律旋回装置の動作を説明するフローチャート。
【図５】車両が旋回する過程を説明する平面図。
【図６】車両が旋回する過程でその姿勢の変化を表した平面図。
【符号の説明】
【００２７】
２…自律旋回装置、４…始点、６…位置検知手段、８…距離検出手段、１０…操舵装置、
１２…角度検出手段、１４…記憶手段、１６…制御装置。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵輪を有する車両が走行する行程で、前記車両を旋回させるために前記操舵輪を操舵
する自律旋回装置であって、
前記車両が旋回を開始する始点を検知する位置検知手段と、前記車両の走行した距離を
検出する距離検出手段と、前記操舵輪を操舵する操舵装置と、前記操舵輪が操舵される操
舵角を検出する角度検出手段と、前記車両の走行する距離の累積値を前記車両が旋回する
ときの前記操舵輪の目標操舵角に対応させた旋回データを記録した記憶手段と、前記操舵
装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記始点から前記車両の走行した距離が前記旋回データの累積値に達した時点で、前記
制御装置は、前記操舵輪の操舵角が前記旋回データの目標操舵角に合致するように、前記
操舵装置を動作させることを特徴とする自律旋回装置。
【請求項２】
前記記憶手段が、逐次に増加する複数の前記累積値と、それぞれの累積値毎に定められ
た複数の前記目標操舵角とを記録したことを特徴とする請求項１に記載の自律旋回装置。

【図１】