自动行驶车以及自动行驶系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种自动行驶车、自动行驶系统以及自动行驶车的控制方法。旋转车轮（3a、3b）而在道路上行驶的自动行驶车具有：感应线传感器（5），检测设置在道路上的感应线（10A，10B）；颜色信息检测传感器（5），检测设置在道路上的、用于变更该自动行驶车的前进路径的颜色信息（28，29）；以及控制器（6），控制车轮的旋转。控制器与该自动行驶车沿着感应线（10A）行驶时的来自颜色信息检测传感器的信息对应地控制车轮的旋转以使得该自动行驶车从该感应线（10A）离开，与感应线传感器检测出与感应线（10A）不同的其它的感应线（10B）对应地控制车轮的旋转以使得该自动行驶车沿着其它的感应线（10B）行驶，由此变更该自动行驶车的前进路径。
【专利说明】自动行驶车以及自动行驶系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种自动行驶的搬运车等自动行驶车以及使用了该自动行驶车的自动行驶系统。
【背景技术】
[0002]如日本特开(JapanesePatent Laid-Open N0.) 2008-139963 号公报所公开的那样，在如上所述的自动行驶系统中有如下系统:在自动行驶车中在行进方向的前侧的部分至少设置左右一对用于检测设置于道路上的感应线的传感器。在该系统中，左右一对的传感器中的一个为检测关闭(off)，在该检测关闭维持规定时间、且全部的传感器变为了检测关闭时，使与上述一个传感器相反侧的驱动轮反转而使车体转弯。
【发明内容】
[0003]然而，日本特开2008-139963号公报所公开的自动行驶系统沿着感应线进行方向转换。因此，难以减小进行方向转换所需的面积。
[0004]本发明提供一种能够离开感应线来变更前进路径、还能够以比沿着感应线进行方向转换时更小的面积进行方向转换的自动行驶车以及使用该自动行驶车的自动行驶系统。
[0005]本发明的自动行驶车通过旋转多个车轮而在道路上行驶。该自动行驶车的特征在于，具有:感应线传感器，检测设置在道路上的感应线；颜色信息检测传感器，检测设置在道路上的、用于变更该自动行驶车的前进路径的颜色信息；以及控制器，控制车轮的旋转。并且，控制器与该自动行驶车沿着感应线行驶时的来自颜色信息检测传感器的信息对应地控制车轮的旋转以使得该自动行驶车从该感应线离开，与感应线传感器检测出与该感应线不同的其它的感应线对应地控制车轮的旋转以使得该自动行驶车沿着该其它的感应线行驶，由此变更该自动行驶车的前进路径。
[0006]此外，包括上述自动行驶车、设置在该自动行驶车能够行驶的道路上的感应线以及颜色信息的自动行驶系统、以及自动行驶车的控制方法也构成本发明。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是作为本发明的实施例的搬运车的侧视图。
[0008]图2是实施例的搬运车的底面图。
[0009]图3是表示使用了实施例的搬运车的搬运系统中的感应线的设置例的图。
[0010]图4是表示实施例的搬运车的控制部的结构的框图。
[0011]图5是表示实施例的搬运车中的感应线以及颜色导向的识别处理的流程图
[0012]图6是表示实施例的搬运车中的转弯控制处理的流程图。
【具体实施方式】
[0013]下面，参照附图来说明本发明的实施例。[0014]在图1以及图2中示出作为本发明的实施例的自动行驶车的搬运车100。图1示出从侧面看搬运车100的情况，图2示出从正下方看搬运车100的情况。在本实施例中，假定搬运车100用于例如自动搬运系统(自动行驶系统)，该自动搬运系统用于在工厂、仓库内从搬入位置到所指定的保存位置自动搬运各种的部件、货物等的被搬运物。但是，作为本发明的其它的实施例，还包含作为搬运作为被搬运物的人的自动行驶车或混载搬运人和部件、货物等的自动行驶车，该自动行驶车通过与本实施例中说明的自动搬运系统相同的自动行驶系统来控制自动行驶。
[0015]搬运车100具有:底盘部I，包含车轮3a、3b以及作为驱动该车轮3a、3b的致动器的马达4a、4b ;以及装货台2,该装货台2由该底盘部I支撑(牵引)，能够装载被搬运物。此夕卜，搬运车100不限于此，例如也可以不具有装货台而搬运人。另外，“车轮”不仅是通常的圆形的车轮而是还包含履带和其它各种行驶装置。底盘部I (即搬运车100)能够行使在工厂、仓库等建筑物的内部的地板、建筑物外部的铺装路面等各种能够行驶的路面(下面称为道路)上。即搬运车100通过旋转多个车轮3a、3b而在道路上行使。
[0016]在图3中表示自动搬运系统的整体结构。在底盘部I中，能够检测设置在道路上的感应线(图中记载有三个感应线10A、10B、10C)的三个感应线传感器5a、5b、5c排列设置在车宽方向。在下面的说明中，将感应线10A、10B、10C统称为感应线10。为了搬运车100沿着感应线10行使，感应线传感器5只要检测感应线10的行进方向右端和左端的最少两个部位即可。
[0017]但是，在本实施例中，或多或少抑制在沿着感应线10行使时搬运车100左右蜿蜒，因此在车宽方向排列三个感应线传感器5a、5b、5c，以使得能够检测感应线的中央、右端以及左端。为了检测上述的最少两个部位所需以及低成本化，排列在车宽方向的感应线传感器的数量也可以是两个，并且以更好的行驶性能(蜿蜒行驶的抑制、停车位置精度的提高)为目的还可以是三个、四个以上(例如，最大24个)。在下面的说明中，将本实施例中的三个感应线传感器5a、5b、5c统称为感应线传感器5。即感应线传感器5检测设置在道路上的感应线10。
[0018]作为感应线10，使用具有红色、黄色、蓝色以及绿色等的各种颜色中的单色(或者多色)的色带。因此，感应线传感器5还是能够读取颜色的颜色传感器。关于感应线传感器5，能够使用可根据由感应线10反射的光的颜色(强度、波长)来识别感应线10的颜色的光反射类型、可根据拍摄的图像来识别感应线10的颜色的图像处理类型中的某一个。此外，三个感应线传感器5不需要全都是颜色传感器，只要最少一个是颜色传感器即可。在本实施例中，说明使用了三个光反射类型的颜色传感器的情况。
[0019]而且，在底盘部I还装载有由CPU、MPU等构成的控制器。控制器6控制马达4a、4b的驱动以使得搬运车100沿着通过感应线传感器5检测出的感应线10行驶。
[0020]另外，控制器6控制马达4a、4b的驱动以使得使搬运车100与颜色导向(对此后述)的颜色对应地转弯(方向转换)，该颜色导向作为通过兼作颜色传感器(颜色信息检测传感器)的感应线传感器5读取的颜色信息。此时，关于控制器6，详细情况后述，但控制器6与搬运车100沿着感应线IOA行驶时通过作为颜色传感器的感应线传感器5检测出的颜色导向(颜色信息)对应地控制车轮3a、3b (马达4a、4b)的旋转以使得该搬运车100从该感应线IOA离开。并且，与由感应线传感器5检测出与该感应线IOA不同的其它的感应线10B、IOC对应地控制车轮3a、3b (马达4a、4b)的旋转以使得该搬运车100沿着该其它的感应线10BU0C行驶，由此变更该搬运车100的前进路径。
[0021 ] 此外，在本实施例中，说明了如上述那样感应线传感器和颜色传感器(颜色信息检测传感器)由同一传感器构成的情况，但是它们也可以由不同的传感器构成。在本实施例中，使多个感应线传感器5中的感应线传感器5b还作为颜色信息检测传感器发挥功能。颜色信息检测传感器5b检测设置在道路上的用于变更搬运车100的前进路径的颜色信息。
[0022]另外，作为路线信息读取部的头，还能够使用与感应线传感器5不同的传感器(控制信息的读取专用的传感器)。在本实施例中，搬运车100具有检测在道路上与感应线10分别设置的颜色导向的颜色的、导向信息读取专用的颜色传感器7。颜色传感器7和颜色信息检测传感器也可以由同一传感器来构成。
[0023]在图4中表不控制器6的结构。对控制器6输入来自感应线传感器5(5a、5b、5c)的感应线检测信号和颜色读取信号。控制器6具有使用感应线检测信号来识别感应线10的感应线识别部21、使用颜色读取信号来识别颜色导向的颜色导向识别部25、以及接受来自这些识别部21、25的识别结果而进行用于控制马达4a、4b的驱动的运算的马达控制运算部24。
[0024]而且，控制器6具有接受与马达控制运算部24中的运算结果相应的控制信号而驱动马达4a、4b的马达驱动器22、以及检测马达4a、4b (即车轮3a、3b)的旋转速度并输入到马达控制运算部24的马达速度检测部23。即控制器6控制车轮3a、3b的旋转。
[0025]此外，对控制器6连接有外部指示部26，当输入了来自搬运车100的外部的指示(例如，强制停止、转弯中止的指示)时，按照该外部指示来进行停止等的处理。
[0026]使用图3来说明用于对搬运车100提供与转弯有关的指示(指示前进路径的变更)的颜色导向28、29。这里，关于颜色导向28，以使搬运车100从搬入位置a (11)移动到设为目标的保存位置a (12)、即感应线IOA的基础色为黄色的情况为例进行说明。
[0027]在这种情况下，通过在感应线IOA上的搬运车100的行进方向中的搬入位置a( 11)的前方，将具有规定的长度(例如，IOmm左右)的蓝色的第I部分15和具有相同的规定长度的绿色的第2部分16在行进方向上按该顺序的组合进行配置，由此向搬运车100指示向右的转弯。而且，配置在第2部分16的前方的具有规定长度的蓝色的第3部分17指示锁定(对马达4b施以短制动)作为转弯方向的车轮的右车轮3b而以该右车轮3b为轴以底盘部I的车宽为半径的转弯(下面还称为轴锁定转弯)。
[0028]接着，关于颜色导向29，以将搬运车100从搬入位置b (13)移动到设为目标的保存位置b(14)的情况、即与上述例相同地感应线IOB的基础色为黄色的情况为例进行说明。在这种情况下,在感应线IOB上的搬运车100的进行方向上的搬入位置b (13)的前方，将具有上述规定的长度的蓝色的第I部分18和具有相同的规定的长度的红色的第2部分19在行进方向上按该顺序的组合进行配置，由此对搬运车100指示向左的转弯。
[0029]进而，配置在第2部分19的前方的具有规定长度的红色的第3部分20，指示通过使作为转弯方向的车轮的左车轮3a以相对于右车轮3b的旋转速度慢的速度(例如20%的速度)进行反转，从而进行比底盘部I的车宽更小的半径下的转弯(下面还称为反转转弯)。
[0030]这样，各颜色导向通过第I以及第2部分的颜色的组合来指示转弯方向，并且通过第3部分的颜色来指示转弯半径。但是，这里说明的颜色导向的结构只不过是例子，也可以采用通过第I部分来指示转弯方向、或通过第2以及第3部分的颜色的组合来指示转弯半径、或者以第I?第3部分的颜色的组合来总体地指示转弯方向和转弯半径等其它的颜色导向的结构。另外，构成颜色导向的颜色的数量(具有规定长度的部分的数量)既可以是两个也可以是四个以上。
[0031]通过颜色导向28的读入而接受了转弯方向和转弯半径的指示的搬运车100(控制器6)按照这些指示来开始马达4a、4b的驱动(或者停止)的控制。并且，在到此为止一直沿着的感应线(下面称为第I感应线)IOA上的转弯开始后，控制器6与对该第I感应线IOA的感应线传感器5的检测状态成为“非检测”、对连接在设为目标的保存位置的其它的感应线(下面称为第2感应线)IOB的感应线传感器5的检测状态临时从“检测”成为“非检测”(即，感应线传感器5通过第2感应线10B)、对第2感应线IOB的感应线传感器5的检测状态再次成为“检测”对应地，识别搬运车100的向能够沿着第2感应线IOB的状态的转弯(基于从感应线IOA向感应线IOB的更换的转弯)完成。
[0032]换句话说，转弯开始后的基于感应线传感器5的(第I以及第2)感应线10的检测状态成为非检测、检测以及非检测之后，与再次成为检测对应地停止该转弯，由此能够进行狭小道路中的小半径的转弯控制。还与读入颜色导向28时同样地进行通过颜色导向29的读入而接受了转弯方向和转弯半径的指示时的控制器6的控制(基于从感应线IOB向感应线IOC的更换的转弯)。
[0033]根据本实施例，进行方向转换(转弯)时，通过从感应线10离开而进行方向转换，与沿着感应线10 (沿感应线10)进行方向转换时相比能够以更小的面积来进行方向转换。即，根据本实施例，与以往那样沿着感应线进行转弯的情况相比，能够进行小半径的转弯。例如，在沿着感应线10进行方向转换的情况下转弯半径需要约120cm(转弯宽度约240cm)，与此相对，根据本实施例，通过从感应线10离开而进行方向转换，转弯半径约15cm(转弯宽度约30cm)即可。
[0034]根据本实施例，通过设为能够检测感应线和颜色信息，能够变更前进路径以使得在搬运车100从感应线IOA离开后沿着其它的感应线IOB行驶、即更换感应线。并且，通过利用更换该感应线，在使搬运车100变更行进方向的情况下(例如，转弯的情况)，与沿着相同的感应线来变更行进方向的情况相比能够以更小的面积来变更行进方向。此外，这里，搬运车100从感应线IOA离开的状态是指感应线传感器5的检测状态成为“非检测”的状态。
[0035]在图5的流程图中，示出基于控制器6的感应线10以及颜色导向的识别处理的流程。控制器6按照作为计算机程序的自动行驶控制程序来执行图5以及后述的图6所示的处理(控制方法)。
[0036]在步骤SlOl中，控制器6启动感应线传感器5。并且，在步骤S102中，控制器6确认通过感应线传感器5检测出的感应线10的颜色。这里，在感应线的颜色为黄色的情况下进入到步骤S111，在感应线10的颜色为蓝色的情况下进入到步骤S121，在感应线10的颜色为红色的情况下进入到步骤S131，在感应线10的颜色为绿色的情况下进入到步骤S141。
[0037]在步骤S111、S121、S131、S141中，控制器6读入(确认)感应线10的图案，根据所读入的图案来进行直行、左转或者右转的控制。之后，在步骤S112、S122、S132、S142中，控制器6判定所沿着的感应线10的颜色的是否变化、即是否检测出颜色导向(第I部分)。在没有颜色变化的情况下，控制器6返回到步骤S111、S121、S131、S141。另一方面，在有颜色变化的情况下，控制器6进入到步骤S103，跳转到图6的流程图所示的转弯控制处理。
[0038]在图6中的步骤S201中开始了转弯控制处理的控制器6在步骤S202中读入(确认)颜色导向的第I?第3部分的颜色。这里，说明感应线10的颜色为黄色的情况(从图5的步骤SI 12进入到步骤S103的情况)。
[0039]在第I?第3部分的颜色为蓝、绿、蓝的情况下，控制器6进入到步骤S211，进入右转弯以及右马达锁定(轴锁转弯)的控制，在步骤S212中使左马达4a原样地旋转并且对右马达4b施以短制动。然后，进入到步骤S203。另外，在第I?第3部分的颜色为蓝、绿、红的情况下，控制器6进入到步骤S221，进入右转弯以及右马达反转(反转转弯)的控制，在步骤S222中使左马达4a原样地旋转并且使右马达4b以左马达4a的20%的速度进行反转。并且，进入到步骤S203。
[0040]另外，在第I?第3部分的颜色为蓝、红、蓝的情况下，控制器6进入到步骤S231，进入到左转弯以及左马达锁定(轴锁转弯)的控制，在步骤S232中使右马达4b原样地旋转并且对左马达4a施以短制动。然后，进入到步骤S203。而且，在第I?第3部分的颜色为蓝、红、绿的情况下，控制器6进入到步骤S241，进入左转弯以及左马达反转(反转转弯)的控制，在步骤S242中使右马达4b原样地旋转并且使左马达4a以右马达4b的20%的速度进行反转。并且，进入到步骤S203。
[0041]在步骤S203中，控制器6判定在转弯开始后是否通过感应线传感器5检测出所述的第2感应线10的通过、即对第2感应线10的检测状态是否成为“非检测”一“检测”一“非检测”。在没有检测出第2感应线符号的通过的情况下重复本步骤，在检测出通过的情况下进入到步骤S204。通过这种控制，搬运车I从感应线10离开而进行方向转换。由此，与沿着感应线10 (沿着感应线10)进行方向转换的情况相比能够以更小的面积来进行方向转换。
[0042]在步骤S204中，控制器6判定感应线传感器5是否重回到第2感应线标记上、SP对第2感应线10的检测状态是否成为“检测”。在没有重回到第2感应线10上的情况下重复本步骤，在重回了的情况下进入到步骤S205，完成转弯控制。之后，返回到图5的步骤S102。
[0043]如前所述，控制器6与搬运车I沿着感应线10行驶时的来自颜色信息检测传感器5b的信息对应地控制车轮3a、3b的旋转以使得搬运车I从感应线10离开。另外，控制器6与感应线传感器5检测出与感应线IOA不同的其它的感应线IOB对应地控制车轮3a、3b的旋转以使得搬运车I沿着其它的感应线IOB行驶。由此，控制器6变更搬运车I的前进路径。
[0044]另外，控制器6在使搬运车I进行作为前进路径的变更的方向转换的情况下，在方向转换开始后的感应线传感器5的检测状态成为非检测、检测以及非检测后，与再次成为检测对应地停止搬运车I的方向转换。
[0045]另外，控制器6在使搬运车I进行作为前进路径的变更的方向转换的情况下，控制车轮3a、3b的旋转以使得获得与来自颜色信息检测传感器5b的信息对应的方向转换的方向和半径。
[0046]接着，说明搬运车(自动行驶车)1的控制方法。根据本实施例的控制方法，与搬运车I沿着感应线10行驶时的来自颜色信息检测传感器5b的信息对应地控制左车轮3a和右车轮3b的旋转以使得搬运车I从感应线10离开。并且，与感应线传感器5检测到与感应线IOA不同的其它的感应线IOB对应地控制左车轮3a和右车轮3b的旋转以使得搬运车I沿着其它的感应线IOB行驶。由此，变更搬运车I的前进路径。根据该控制方法，能够获得与前述的效果相同的效果。
[0047]接着，说明作为使计算机执行自动行驶车的控制的计算机程序的自动行驶控制程序，该自动行驶车是通过旋转多个车轮而在道路上行驶的搬运车1，具有:感应线传感器5，检测设置在道路上的感应线10 ;以及颜色信息检测传感器5b，检测设置在道路上的、用于变更搬运车I的前进路径的颜色信息。
[0048]该程序具有如下步骤:与搬运车I沿着感应线10行驶时的来自颜色信息检测传感器5b的信息对应地，使计算机控制车的左车轮3a和右车轮3b的旋转以使得搬运车I从感应线10离开。另外，该程序具有如下步骤:与感应线传感器5检测出与感应线IOA不同的其它的感应线IOB对应地，使计算机控制左车轮3a和右车轮3b的旋转以使得搬运车I沿着其它的感应线IOB行驶。根据程序，能够获得与前述的效果相同的效果。
[0049]此外，在使用多台搬运车的情况下，既可以将感应线的颜色针对每个搬运车设定为专用，也可以对多台搬运车设定为共用相同颜色。
[0050]另外，在本实施例中说明的感应线还能够由市售的带颜色的塑料条带来制作。因此，与使用基于IC芯片、条形码的导向的以往的方式相比，能够简单地构筑自动搬运系统。然而，关于感应线，也可以使用以往的方式而使用基于IC芯片、条形码的导向。
[0051 ] 根据以上说明的各实施例，能够与所读取的颜色导向的多个颜色对应地控制自动行驶车的转弯。因而，与沿着感应线进行转弯的情况相比能够以小半径(小面积)进行转弯。另外，自动行驶车不使用前进与后退的切换功能、与IC芯片的通信功能以及条形码的读取功能也能够以小半径来进行转弯。
[0052]另外，根据本实施例，以进行转弯的情况为例进行了说明，但是本发明不限于此。例如，在使搬运车100右转、左转等变更搬运车100的前进路径(在这种情况下为行进方向)的情况也包含在本发明的实施例中。而且，搬运车100的进行方向设为相同、而变更前进路径(车道)的情况也包含在本发明的实施例中。
[0053]以上说明的各实施例不过是代表性的例子，在实施本发明时能够对各实施例进行各种的变形、变更。
【权利要求】
1.一种自动行驶车，通过旋转多个车轮(3a、3b)而在道路上行驶，该自动行驶车的特征在于，具有: 感应线传感器(5)，检测设置在所述道路上的感应线(10A，10B)； 颜色信息检测传感器(5)，检测设置在所述道路上的、用于变更该自动行驶车的前进路径的颜色信息(28，29);以及 控制器(6 )，控制所述车轮的旋转， 所述控制器与该自动行驶车沿着所述感应线(10A)行驶时的来自所述颜色信息检测传感器的信息对应地控制所述车轮的旋转以使得该自动行驶车从该感应线(IOA)离开，与所述感应线传感器检测出与所述感应线(IOA)不同的其它的感应线(IOB)对应地控制所述车轮的旋转以使得该自动行驶车沿着所述其它的感应线(10B)行驶，从而变更该自动行驶车的前进路径。
2.根据权利要求1所述的自动行驶车，其特征在于， 在使该自动行驶车进行作为前进路径的变更的方向转换的情况下，所述控制器在所述方向转换开始后的所述感应线传感器的检测状态成为非检测、检测以及非检测后，与再次成为检测对应地停止该方向转换。
3.根据权利要求1所述的自动行驶车，其特征在于， 在使该自动行驶车进行作为前进路径的变更的方向转换的情况下，所述控制器控制所述车轮的旋转以使得获得与来自所述颜色信息检测传感器的信息对应的所述方向转换的方向和半径。
4.一种自动行驶系统，其特征在于，包含: 权利要求1?3中的任一项所述的自动行驶车；以及 设置在所述自动行驶车能够行驶的道路上的所述感应线以及所述颜色信息。
5.一种自动行驶车的控制方法，该自动行驶车通过旋转多个车轮(3a、3b)而在道路上行驶，该自动行驶车具备:感应线传感器(5)，检测设置在所述道路上的感应线(10A，10B)；以及颜色信息检测传感器(5)，检测设置在所述道路上的、用于变更该自动行驶车的前进路径的颜色信息(28，29)，该控制方法的特征在于，与该自动行驶车沿着所述感应线(10A)行驶时的来自所述颜色信息检测传感器的信息对应地控制所述车轮的旋转以使得该自动行驶车从该感应线(IOA)离开，与所述感应线传感器检测出与所述感应线(IOA)不同的其它的感应线(IOB)对应地控制所述车轮的旋转以使得该自动行驶车沿着所述其它的感应线(IOB)行驶，从而变更该自动行驶车的前进路径。
【文档编号】G05D1/02GK103869815SQ201310519890
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2012年12月18日
【发明者】馆合佳明 申请人:佳能精机株式会社