JPH083754B2 - Security device for unmanned vehicles - Google Patents
Security device for unmanned vehiclesInfo
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- JPH083754B2 JPH083754B2 JP62150283A JP15028387A JPH083754B2 JP H083754 B2 JPH083754 B2 JP H083754B2 JP 62150283 A JP62150283 A JP 62150283A JP 15028387 A JP15028387 A JP 15028387A JP H083754 B2 JPH083754 B2 JP H083754B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は建屋内外で監視,清掃,搬送等の作業を行な
う無人走行車両の保安装置の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) [0001] The present invention relates to an improvement in a safety device for an unmanned vehicle that performs operations such as monitoring, cleaning, and transportation inside and outside a building.
(従来の技術) 近年、建屋内外を監視したり、清掃したり、荷物を搬
送したりすることを人手を介さずに行なわせるものとし
て、電動機を備えた走行機構により駆動されて所定の走
行路を走行する無人走行車両が用いられてきている。こ
の無人走行車両は、その走行路上に障害物があると走行
の妨げになるので、走行路上には障害物がないように配
慮されている。しかし、予期しない事情で無人走行車両
の走行路上に障害物が出現して、無人走行車両が当該障
害物に衝突するのを回避するため、走行路上の障害物を
検出するセンサを装備する必要がある。そして、このよ
うな障害物を検出するためのセンサとしては、超音波セ
ンサ、光センサ、赤外線センサ等の各種のものがある
が、その中でも対象物に対する適用範囲の広さ、取扱い
の容易さ、低価格等の理由により、超音波センサが最も
一般的に使用されてきている。(Prior Art) In recent years, as a means for monitoring the inside and outside of a building, cleaning, and carrying luggage without human intervention, a predetermined traveling path is driven by a traveling mechanism equipped with an electric motor. An unmanned vehicle that travels in the area has been used. This unmanned vehicle is designed so that there are no obstacles on the road, because obstacles on the road hinder the vehicle from traveling. However, it is necessary to equip a sensor for detecting obstacles on the traveling road in order to avoid the obstacles appearing on the traveling road of the unmanned traveling vehicle due to unexpected circumstances and the unmanned traveling vehicle colliding with the obstacle. is there. And, as a sensor for detecting such an obstacle, there are various ones such as an ultrasonic sensor, an optical sensor, and an infrared sensor, and among them, a wide range of application to an object, easy handling, Ultrasonic sensors have been most commonly used for reasons such as low cost.
第5図は、無人走行車両と,この無人走行車両に装備
された超音波センサによる障害物検出との関係を示した
ものである。なお第5図では、無人走行車両を例えばビ
ル床面を走行させた場合について示している。FIG. 5 shows the relationship between the unmanned traveling vehicle and the obstacle detection by the ultrasonic sensor mounted on the unmanned traveling vehicle. Note that FIG. 5 shows a case where an unmanned vehicle is run on the floor of a building, for example.
第5図において、1は床に設定された走行路を走行す
る無人走行車両、2a,2bはこの無人走行車両1の進行方
向前面の車幅方向両端側に装備され,超音波を発信する
と共に障害物からの反射波を受信することにより走行路
上の障害物を検出する障害物センサとしての超音波セン
サ、3a,3bは超音波センサ2a,2bの障害物検出範囲、4は
無人走行車両1の車幅、5は超音波センサ2a,2bが誤動
作することなく走行するのに必要な走行路幅、6は走行
路に沿った側壁の凸部等の固定障害物を示している。In FIG. 5, 1 is an unmanned vehicle that travels on a road set on the floor, and 2a and 2b are provided at both ends in the vehicle width direction in front of the unmanned vehicle 1 in the traveling direction and emit ultrasonic waves. An ultrasonic sensor as an obstacle sensor that detects an obstacle on a traveling path by receiving a reflected wave from the obstacle, 3a and 3b are obstacle detection ranges of the ultrasonic sensors 2a and 2b, and 4 is an unmanned vehicle 1. The vehicle width 5 is a traveling road width necessary for the ultrasonic sensors 2a and 2b to travel without malfunctioning, and 6 is a fixed obstacle such as a convex portion of a side wall along the traveling road.
以上のようにして第5図では、無人走行車両1に装備
された超音波センサ2a,2bの働きにより、超音波センサ2
a,2bの検出範囲3a,3bの障害物を検出した場合には、障
害物との衝突を避けるために無人走行車両1の走行速度
を減速させたり、停止させたりするようにしている。As described above, in FIG. 5, the ultrasonic sensors 2a and 2b provided in the unmanned vehicle 1 function to cause the ultrasonic sensor 2 to operate.
When an obstacle in the detection range 3a, 3b of a, 2b is detected, the traveling speed of the unmanned traveling vehicle 1 is decelerated or stopped in order to avoid collision with the obstacle.
ところが、このような第5図のものでは次のような不
具合がある。すなわち、無人走行車両1が、壁のない箇
所や均一な側壁に沿って走行する場合には、前述の如く
走行路上にある障害物を超音波センサ2a,2bで検出し、
無人走行車両1を減速あるいは停止させて障害物との衝
突を回避することができる。しかるに、超音波センサ2
a,2bはその物理的特性のため、対象物の材質・形状等に
よってその検出範囲が変動する。例えば、第5図のよう
に壁に固定障害物(凸部)6があると、超音波センサ2
a,2bの感度が変化し、その検出範囲が3a,3bで示したよ
うに広がってしまう。その結果、無人走行車両1を狭細
なエリアで走行させようとした場合には、無人走行車両
1の走行に支障のない側壁の凸部6を、障害物として誤
って検出してしまう。However, the structure shown in FIG. 5 has the following problems. That is, when the unmanned traveling vehicle 1 travels along a place without a wall or along a uniform side wall, the obstacles on the traveling road are detected by the ultrasonic sensors 2a and 2b as described above,
The unmanned traveling vehicle 1 can be decelerated or stopped to avoid a collision with an obstacle. However, ultrasonic sensor 2
Since a and 2b have physical characteristics, the detection range varies depending on the material and shape of the object. For example, if there is a fixed obstacle (projection) 6 on the wall as shown in FIG. 5, the ultrasonic sensor 2
The sensitivities of a and 2b change, and the detection range widens as shown in 3a and 3b. As a result, when the unmanned traveling vehicle 1 is made to travel in a narrow area, the convex portion 6 of the side wall that does not hinder the traveling of the unmanned traveling vehicle 1 is erroneously detected as an obstacle.
そこで、このような超音波センサ2a,2bの感度変化に
よる無人走行車両1の保安装置としての不具合を防止す
るために、第5図の如く走行路幅を無人走行車両1の車
幅4よりも大きくとることが行なわれている。しかし、
この方法は走行路幅を必要以上に大きくとらなければな
らないことから無駄な多いばかりでなく、無人走行車両
1の走行エリアも制限されることになる。一方、予め超
音波センサ2a,2bの検出範囲を狭く設定しておき、側壁
の凸部6で超音波センサ2a,2bの感度が上がっても、過
剰反応しないようにすることが行なわれている。しか
し、この方法は超音波センサ2a,2b全体の感度を低下さ
せることになり、無人走行車両1の走行速度が大きくな
った場合、必要な時に十分な停止距離を確保することが
できない。また、超音波センサ2a,2bによる検出を一時
的にロックすることも考えられるが、この方法では無人
走行車両1の本来の保安機能が低下することになる。さ
らに、超音波センサ2a,2bの誤検出を防止するために、
走行路の特異点を知らせるための信号装置を設け、超音
波センサ2a,2bの検出感度を切替える方法も考えられる
が、この方法では追加の装置が必要となり、システム全
体の構成が複雑になる。なお、上述のような不具合は、
光センサ、赤外線センサ等を障害物センサとして用いた
場合にも同様に生じるものである。Therefore, in order to prevent a malfunction as a safety device for the unmanned traveling vehicle 1 due to such a change in sensitivity of the ultrasonic sensors 2a, 2b, the traveling road width is set to be smaller than the vehicle width 4 of the unmanned traveling vehicle 1 as shown in FIG. It is taking big. But,
This method is not only wasteful because the traveling road width must be made larger than necessary, but the traveling area of the unmanned traveling vehicle 1 is also limited. On the other hand, the detection range of the ultrasonic sensors 2a, 2b is set in advance to prevent excessive reaction even if the sensitivity of the ultrasonic sensors 2a, 2b is increased by the convex portion 6 on the side wall. . However, this method lowers the sensitivity of the ultrasonic sensors 2a and 2b as a whole, and when the traveling speed of the unmanned traveling vehicle 1 becomes high, it is impossible to secure a sufficient stopping distance when necessary. It is also conceivable to temporarily lock the detection by the ultrasonic sensors 2a, 2b, but with this method, the original security function of the unmanned traveling vehicle 1 is deteriorated. Furthermore, in order to prevent erroneous detection of the ultrasonic sensors 2a, 2b,
A method of switching the detection sensitivity of the ultrasonic sensors 2a and 2b by providing a signal device for notifying a singular point of the traveling path may be considered, but this method requires an additional device and complicates the configuration of the entire system. In addition, the above problems,
The same occurs when an optical sensor, an infrared sensor or the like is used as an obstacle sensor.
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように、従来の無人走行車両の保安装置は、無
人走行車両の走行に支障のある障害物を検出するばかり
でなく、走行に支障のない物にも過剰反応し障害物とし
て検出してしまうという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional safety device for an unmanned vehicle not only detects an obstacle that hinders the traveling of the unmanned vehicle, but also detects an obstacle that does not hinder the traveling. However, there was a problem that it was overreacted and detected as an obstacle.
本発明の目的は、走行路幅を必要以上に大きく確保す
ることなく,感度を低下させることなく,かつ本来の保
安機能を低下することなく,しかも構成を複雑にするこ
となく障害物センサの過剰反応を抑え、無人走行車両の
走行に支障のない物は検出せず走行に支障のある障害物
のみを確実に検出することが可能な無人走行車両の保安
装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an excessive number of obstacle sensors without securing the traveling road width unnecessarily large, without lowering the sensitivity, without lowering the original security function, and without complicating the structure. An object of the present invention is to provide a safety device for an unmanned traveling vehicle that can suppress reactions and can reliably detect only obstacles that do not interfere with traveling of the unmanned traveling vehicle without detecting any obstacle that does not interfere with traveling.
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するために本発明では、電動機を備
えた走行機構により駆動されて所定の走行路を走行する
無人走行車両の保安装置を、 無人走行車両に装備され、レーザ光を発光すると共に障
害物からの反射光を受光することにより、前記走行路上
の障害物と無人走行車両との間の距離を測定するレーザ
センサと、レーザセンサを前記無人走行車両の車幅方向
へ反復移動させる反復移動機構と、走行機構の電動機の
回転速度に応じて得られる走行パルスを入力とし、当該
走行パルス数より無人走行車両の走行速度を演算する走
行速度演算手段、走行パルスを入力とし、当該走行パル
ス数より無人走行車両の走行距離を演算する走行距離演
算手段、レーザセンサからの測距データ、レーザセンサ
の車両上の位置データ、走行速度演算手段および走行距
離演算手段からの走行速度および走行距離を入力とし、
これらを基に一定時間毎に進行方向前方の障害物までの
測距データを正規化する測定距離補正手段、測定距離補
正手段からの一定時間毎の正規化された測距データを入
力とし、これらの測距データに基づいて障害物が静体ま
たは動体のいずれであるかを判定する測定距離履歴判定
手段、測定距離履歴判定手段での判定結果に基づいて、
無人走行車両を停止動作させるか回避動作させるかを判
定し、障害物が静体の場合には無人走行車両を回避動作
させまた障害物が動体の場合には無人走行車両を停止動
作させるべく、無人走行車両の走行速度、走行方向を制
御するための保安制御指令を走行機構に与える走行パタ
ーン決定手段からなる制御装置とを備えて成る。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, a safety device for an unmanned vehicle that is driven by a traveling mechanism including an electric motor and travels on a predetermined traveling path. A laser sensor mounted on an unmanned traveling vehicle, which emits a laser beam and receives reflected light from an obstacle to measure the distance between the obstacle on the traveling path and the unmanned traveling vehicle; Using a repetitive movement mechanism that repeatedly moves the sensor in the vehicle width direction of the unmanned traveling vehicle and a traveling pulse obtained according to the rotation speed of the electric motor of the traveling mechanism, the traveling speed of the unmanned traveling vehicle is calculated from the number of traveling pulses. Running speed calculating means, a running pulse as an input, a running distance calculating means for calculating a running distance of an unmanned vehicle from the number of running pulses, distance measurement data from a laser sensor, and a laser section. Position data on the support of the vehicle, the running speed and running distance from the traveling speed calculating means and the travel distance computing means as an input,
Based on these, the measurement distance correction means for normalizing the distance measurement data to the obstacle ahead in the traveling direction at regular intervals, and the normalized distance measurement data at regular intervals from the measurement distance correction means are input, Based on the determination result by the measurement distance history determination means, the measurement distance history determination means for determining whether the obstacle is a static body or a moving body based on the distance measurement data of
To determine whether to stop or avoid the unmanned traveling vehicle, to avoid the unmanned traveling vehicle when the obstacle is a static body, and to stop the unmanned traveling vehicle when the obstacle is a moving body, The control device comprises a traveling pattern determining means for giving a safety control command for controlling the traveling speed and traveling direction of the unmanned traveling vehicle to the traveling mechanism.
(作用) 上述の無人走行車両の保安装置においては、無人走行
車両が走行路を走行するに伴い、反復移動機構で無人走
行車両の車幅方向へ反復移動させながら,レーザセンサ
にて走行路上の障害物と無人走行車両との距離が測定さ
れる。一方、走行機構の電動機の回転速度に応じて得ら
れる走行パルス数より、制御装置内の走行速度演算手段
および走行距離演算手段にて無人走行車両の走行速度お
よび走行距離が演算される。そして、これらレーザセン
サからの測距データ,レーザセンサの車両上の位置デー
タ,走行速度演算手段および走行距離演算手段からの走
行速度および走行距離を基に、測定距離補正手段にて一
定時間毎に進行方向前方の障害物までの測距データが正
規化される。この一定時間毎の正規化された測距データ
は測定距離履歴判定手段に入力され、これらの測距デー
タに基づいて障害物が静体または動体のいずれであるか
の判定が行なわれる。そして、この判定結果に基づいて
走行パターン決定手段から、無人走行車両の走行速度,
走行方向を制御するための保安制御指令、すなわち障害
物が静体の場合には無人走行車両を回避動作させ、また
障害物が動体の場合には無人走行車両を停止動作させる
べく保安制御指令が走行機構に与えられることにより、
無人走行車両の走行に支障のない障害物のみを検出して
動作することが可能となる。(Operation) In the safety device for an unmanned traveling vehicle described above, as the unmanned traveling vehicle travels on the traveling path, the iterative movement mechanism repeatedly moves in the vehicle width direction of the unmanned traveling vehicle while the laser sensor is on the traveling path. The distance between the obstacle and the unmanned vehicle is measured. On the other hand, the traveling speed and traveling distance of the unmanned traveling vehicle are calculated by the traveling speed calculating means and the traveling distance calculating means in the control device from the number of traveling pulses obtained according to the rotation speed of the electric motor of the traveling mechanism. Then, on the basis of the distance measurement data from the laser sensor, the position data on the vehicle of the laser sensor, the traveling speed and the traveling distance from the traveling speed calculating means and the traveling distance calculating means, the measured distance correcting means at regular time intervals. The distance measurement data up to the obstacle ahead of the traveling direction is normalized. The normalized distance measurement data for each fixed time is input to the measured distance history determination means, and it is determined whether the obstacle is a static body or a moving body based on these distance measurement data. Then, based on the result of this determination, the traveling pattern determining means determines the traveling speed of the unmanned traveling vehicle,
A safety control command for controlling the traveling direction, that is, a safety control command to avoid the unmanned traveling vehicle when the obstacle is a static body and to stop the unmanned traveling vehicle when the obstacle is a moving body is issued. By being given to the traveling mechanism,
It is possible to detect and operate only obstacles that do not hinder the running of the unmanned vehicle.
(実施例) 本発明は、レーザセンサのスポット的に測定できる特
性を利用して障害物までの距離を測定し、移動物体の進
行方向を判定して、走行車両の走行動作計画を変更する
ものである。(Embodiment) The present invention changes the travel operation plan of a traveling vehicle by measuring the distance to an obstacle by using a spot-measurable characteristic of a laser sensor and determining the traveling direction of a moving object. Is.
すなわち、本発明は、レーザセンサを反復移動機構上
に搭載し、走行車両の位置、速度を用いて、レーザセン
サの移動機構内での障害物までの距離を測定し、既に測
定された過去の距離履歴を参照して、移動物体の進行方
向を判定し、この移動物体の進行方向を把握すること
で、単に移動物体が有った場合に走行車両を停止させる
のみでなく、移動物体への接触を回避させるように、動
作計画を変更するものである。That is, the present invention mounts a laser sensor on a repetitive movement mechanism, measures the distance to an obstacle in the movement mechanism of the laser sensor by using the position and speed of a traveling vehicle, and measures the past By referring to the distance history to determine the traveling direction of the moving object and grasping the traveling direction of the moving object, the traveling vehicle is not only stopped when the moving object is present, but also The operation plan is changed so as to avoid contact.
以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して説明す
る。Hereinafter, the present invention will be described with reference to an embodiment shown in the drawings.
第1図および第2図は本発明による無人走行車両の保
安装置の構成例を示すもので、第1図は無人走行車両へ
のセンサの装備状態を示す平面図、第2図は保安装置の
制御構成例を示す機能ブロック図である。なお、第5図
と同一要素名には同一符号を付して示している。1 and 2 show an example of the configuration of a safety device for an unmanned traveling vehicle according to the present invention. FIG. 1 is a plan view showing a state in which sensors are mounted on an unmanned traveling vehicle, and FIG. It is a functional block diagram showing a control configuration example. The same element names as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals.
まず第1図において、無人走行車両1の進行方向前方
側,後方側位置には、無人走行車両1の車幅方向(無人
走行車両1の進行方向と直交方向)へ反復移動可能な反
復移動機構10a,10bを装備し、さらにこの反復移動機構1
0a,10b上には、レーザ光を発光すると共に障害物からの
反射光を受光することにより走行路上の障害物と無人走
行車両1との距離を測定する測距センサとしてレーザセ
ンサ11a,11bを設置している。ここで、反復移動機構10
a,10bとしては、例えばリニアパルスモータにより構成
する。First, in FIG. 1, at a front side and a rear side of the traveling direction of the unmanned traveling vehicle 1, a repetitive movement mechanism capable of repetitively moving in the vehicle width direction of the unmanned traveling vehicle 1 (direction orthogonal to the traveling direction of the unmanned traveling vehicle 1). Equipped with 10a and 10b, and this repetitive movement mechanism 1
Laser sensors 11a and 11b are provided on 0a and 10b as distance measuring sensors that measure the distance between the obstacle on the road and the unmanned vehicle 1 by emitting laser light and receiving reflected light from the obstacle. It is installed. Here, the repetitive movement mechanism 10
The a and 10b are, for example, linear pulse motors.
一方、第2図において制御装置20は、走行機構の一部
である無人走行車両1の走行車輪に取付けた図示しない
パルスエンコーダから、後述する走行モータの回転速度
に応じて得られる走行パルス12を入力とし、当該走行パ
ルス数より無人走行車両1の走行速度を演算して出力す
る走行速度演算手段としてのパルス/走行速度変換手段
21と、上記走行パルス12を入力とし、当該走行パルス数
より無人走行車両1の走行距離を演算して出力する走行
速度演算手段としてのパルス/走行距離変換手段22と、
レーザセンサ11aまたは11bからの測距データA,レーザセ
ンサ11aまたは11bの無人走行車両1上の位置データB,パ
ルス/走行速度変換手段21およびパルス/走行距離変換
手段22からの走行速度Dおよび走行距離Cを入力とし、
これらを基に一定時間毎に無人走行車両1の進行方向前
方の障害物までの測距データを正規化する測定距離補正
手段23と、この測定距離補正手段23からの一定時間毎の
正規化された測距データEを入力とし、これらの測距デ
ータ群Eに基づいて障害物の移動の有無,すなわち障害
物が静体であるか動体であるかを判定する測定距離履歴
判定手段24と、この測定距離履歴判定手段24での判定結
果G(静体か動体か,障害物までの距離)に基づいて、
一時停止にするか,回避動作すべきか,オペレータの介
入を要求するかを判定し、これにより無人走行車両1の
走行速度,走行方向を制御するための保安制御指令K,L
を、走行モータドライバ25,操舵モータドライバ26を介
して走行機構である走行モータ28,操舵モータ29に与え
る走行パターン決定手段25とから構成している。On the other hand, in FIG. 2, the control device 20 outputs traveling pulses 12 obtained according to the rotation speed of a traveling motor, which will be described later, from a pulse encoder (not shown) attached to traveling wheels of the unmanned traveling vehicle 1 which is a part of the traveling mechanism. A pulse / traveling speed converting means as a traveling speed calculating means that receives the input and calculates the traveling speed of the unmanned traveling vehicle 1 from the traveling pulse number and outputs the traveling speed.
21 and a pulse / mileage conversion means 22 as a traveling speed calculation means for inputting the traveling pulse 12 and calculating and outputting the traveling distance of the unmanned traveling vehicle 1 from the traveling pulse number,
Distance measurement data A from the laser sensor 11a or 11b, position data B of the laser sensor 11a or 11b on the unmanned traveling vehicle 1, travel speed D from the pulse / travel speed conversion means 21 and pulse / travel distance conversion means 22 and travel Input the distance C,
Based on these, the measurement distance correction means 23 for normalizing the distance measurement data up to the obstacle ahead of the traveling direction of the unmanned vehicle 1 at regular time intervals, and the measurement distance correction means 23 normalize at regular time intervals. The measured distance data E as an input, and the measured distance history judging means 24 for judging the presence or absence of movement of the obstacle, that is, whether the obstacle is a static body or a moving body, based on the distance measurement data group E, Based on the judgment result G (distance to a static body or a moving body or an obstacle) by the measurement distance history judging means 24,
Security control commands K and L for controlling the traveling speed and traveling direction of the unmanned traveling vehicle 1 are determined by determining whether to make a temporary stop, avoidance action, or operator intervention.
Is composed of a traveling motor driver 25 and a steering motor driver 26, and a traveling motor 28, which is a traveling mechanism, and a traveling pattern determining means 25 for giving the steering motor 29.
次に、以上のように構成した無人走行車両の保安装置
の作用について、第3図(a)〜(d)および第4図
(a)(b)を用いて説明する。Next, the operation of the safety device for an unmanned vehicle configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 (a) to (d) and FIGS. 4 (a) and (b).
第1図および第5図において、無人走行車両1が走行
路を図示右方向へ走行するに伴い、反復移動機構10aで
無人走行車両1の車幅方向へ反復移動させながら、レー
ザセンサ11aにて走行路上の障害物6と無人走行車両1
との距離が測定される。一方、走行機構の一部である無
人走行車両1の走行車輪に取付けたパルスエンコーダか
ら、回転速度に応じて得られる走行パルス12の数より、
制御装置20内のパルス/走行速度変換手段21およひパル
ス/走行距離変換手段22にて、無人走行車両1の走行速
度Dおよび走行距離Cが演算される。In FIG. 1 and FIG. 5, as the unmanned traveling vehicle 1 travels rightward in the drawing on the traveling path, the iterative movement mechanism 10a repeatedly moves the unmanned traveling vehicle 1 in the vehicle width direction while the laser sensor 11a is used. Obstacle 6 and unmanned vehicle 1 on the road
The distance to and is measured. On the other hand, from the number of traveling pulses 12 obtained according to the rotation speed from the pulse encoder attached to the traveling wheels of the unmanned traveling vehicle 1 which is a part of the traveling mechanism,
The pulse / traveling speed converting means 21 and the pulse / traveling distance converting means 22 in the control device 20 calculate the traveling speed D and the traveling distance C of the unmanned traveling vehicle 1.
次に、制御装置20の測定距離補正手段23では、レーザ
センサ11aからの測距データA,レーザセンサ11aの無人走
行車両1上の位置データB,パルス/走行速度変換手段21
およびパルス/走行距離変換手段22からの走行速度Dお
よび走行距離Cを基に、一定時間毎に無人走行車両1の
進行方向前方の障害物6までの測距データが正規化され
る。この場合、障害物6までの測距データの正規化は、
例えば第3図(a)〜(d)に示すようにして行なわれ
る。なお、第3図(a)は無人走行車両1と障害物6が
近づく場合を示したもので、レーザセンサ11aも反復運
動を繰返している状態をPI,PII,PIIIで代表点を示
し、車速についてはVI,VII,VIIIで示している。ま
た、この状態での時間/測距データの関係例を第3図
(b)に示し、さらに同時点での時間/車速データの関
係例を第3図(c)に示している。Next, in the measurement distance correction means 23 of the control device 20, the distance measurement data A from the laser sensor 11a, the position data B of the laser sensor 11a on the unmanned vehicle 1, the pulse / travel speed conversion means 21.
Based on the traveling speed D and the traveling distance C from the pulse / traveling distance converting means 22, the distance measurement data to the obstacle 6 ahead of the traveling direction of the unmanned traveling vehicle 1 is normalized at regular intervals. In this case, the normalization of the distance measurement data up to the obstacle 6 is
For example, it is performed as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (d). Note that FIG. 3 (a) shows a case where the unmanned vehicle 1 and the obstacle 6 approach each other, and the state in which the laser sensor 11a also repeats the repetitive motion is represented by P I , P II , and P III. The vehicle speeds are shown as V I , V II , and V III . Further, an example of the relationship between time / distance measurement data in this state is shown in FIG. 3 (b), and an example of the relationship between time / vehicle speed data at the same point is shown in FIG. 3 (c).
すなわち、第3図(b),第3図(c)に示した関係
例を、例えば上記レーザセンサ11aの位置PIIIの時の距
離データとして位置PI,PIIの点でのデータを取扱うた
めに、次の演算を行なう。That is, the relational examples shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c) are treated, for example, as the distance data at the position P III of the laser sensor 11a at the positions P I and P II. Therefore, the following calculation is performed.
以上の演算を各サンプリング時間毎に行なうことによ
り、ある位置を基準として無人走行車両1の進行方向前
方エリアの距離データが得られる。第3図(d)は、こ
の状態を示すものである。このようにして測定距離補正
手段23では、レーザセンサ11aからの測距データが一定
の位置で正規化される。 By performing the above calculation for each sampling time, the distance data of the front area of the unmanned vehicle 1 in the traveling direction can be obtained with reference to a certain position. FIG. 3 (d) shows this state. In this way, the measurement distance correction means 23 normalizes the distance measurement data from the laser sensor 11a at a fixed position.
次に、一定時間毎の正規化された測距データEは測定
距離履歴判定手段24に入力され、これらの測距データに
基づいて障害物が静体または動体のいずれであるかの判
定が行なわれる。この場合、障害物が静体か動体かの判
定は、例えば第4図(a)(b)に示すようにして行な
われる。なお、第4図(a)は無人走行車両1が障害物
6に近づいている場合に、例えば人等の移動障害物が無
人走行車両1の進行方向前方エリアに新たに生じたこと
を示している。この時、第4図(a)のレーザセンサ11
aの位置で測距データを正規化しているとし、第4図
(b)に測定距離補正手段23の3フレーム分を示す。第
4図(b)より、例えば人等の移動する障害物は、各フ
レーム上に凹凸が左右に移動することでとらえることが
できる。また静止した障害物は、各フレーム上に固定し
た凹凸としてとらえることができる。このようにして測
定距離履歴判定手段24では、凹凸の状態により障害物が
静体か動体かが判定される。Next, the normalized distance measurement data E for every fixed time is input to the measurement distance history determination means 24, and it is determined whether the obstacle is a static body or a moving body based on these distance measurement data. Be done. In this case, whether the obstacle is a static body or a moving body is determined as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), for example. It should be noted that FIG. 4A shows that when the unmanned traveling vehicle 1 is approaching the obstacle 6, a moving obstacle such as a person newly occurs in the front area of the unmanned traveling vehicle 1 in the traveling direction. There is. At this time, the laser sensor 11 shown in FIG.
Assuming that the distance measurement data is normalized at the position a, FIG. 4B shows the three frames of the measured distance correction means 23. As shown in FIG. 4 (b), a moving obstacle such as a person can be recognized by the unevenness moving left and right on each frame. In addition, stationary obstacles can be considered as irregularities fixed on each frame. In this way, the measurement distance history determining means 24 determines whether the obstacle is a static body or a moving body based on the state of the unevenness.
次に、走行パターン決定手段25では、測定距離履歴判
定手段24での判定結果Gに基づいて、すなわち障害物が
動体か静体か,また動体の場合には凹凸の移動方向から
その移動方向に応じて、一時停止にするか,回避動作す
べきか,オペレータの介入を要求するかを障害物の反応
を把握しながら判定し、これにより無人走行車両1の走
行速度,走行方向を制御するための保安制御指令K,L
(速度加減速指令K,操舵角度指令L)が、走行モータド
ライバ25,操舵モータドライバ26を介して走行モータ28,
操舵モータ29に与えられることにより、無人走行車両1
の走行に支障のある障害物のみを検出して動作すること
が可能となる。Next, in the traveling pattern determination means 25, based on the determination result G in the measured distance history determination means 24, that is, whether the obstacle is a moving body or a static body, and in the case of a moving body, from the moving direction of the unevenness to the moving direction thereof. Accordingly, it is determined whether to make a temporary stop, avoidance operation, or intervention of an operator while grasping the reaction of the obstacle, thereby controlling the traveling speed and traveling direction of the unmanned vehicle 1. Security control command K, L
(Speed acceleration / deceleration command K, steering angle command L) is transmitted to the traveling motor 28, the traveling motor 28, and the steering motor driver 26.
By being applied to the steering motor 29, the unmanned traveling vehicle 1
It is possible to detect and operate only obstacles that hinder the running of the vehicle.
なお、無人走行車両1が走行路を図示左方向へ走行す
る場合には、反復移動機構10bで無人走行車両1の車幅
方向へ反復移動させながら、レーザセンサ11bによって
走行路上の障害物と無人走行車両1との距離が測定さ
れ、同様の処理内容により保安動作が行なわれることに
なる。When the unmanned traveling vehicle 1 travels to the left in the figure on the traveling road, the laser sensor 11b repeatedly moves the unmanned traveling vehicle 1 in the vehicle width direction by the repetitive movement mechanism 10b, and the unmanned traveling vehicle 1 The distance from the traveling vehicle 1 is measured, and the security operation is performed by the same processing content.
上述したように、本実施例による無人走行車両の保安
装置は、測距センサであるレーザセンサ11a,11bを無人
走行車両1の進行方向に対して直交方向に反復移動させ
て、その各々の位置での測距データを,無人走行車両1
の走行速度を加味して無人走行車両1と障害物との相対
距離を検出し、一時停止/回避動作/オペレータ介入を
適切に行なうようにしたものである。As described above, in the safety device for an unmanned traveling vehicle according to the present embodiment, the laser sensors 11a and 11b, which are distance measuring sensors, are repeatedly moved in a direction orthogonal to the traveling direction of the unmanned traveling vehicle 1 and their respective positions are set. Unmanned vehicle 1
The relative distance between the unmanned traveling vehicle 1 and the obstacle is detected in consideration of the traveling speed of No. 1, and the temporary stop / avoidance operation / operator intervention is appropriately performed.
従って、無人走行車両1の車幅方向の距離データのみ
を検出できるため、車両の走行に必要な走行路幅のみを
確保するのみでよいことになり、走行エリアを拡大する
ことが可能となる。また、簡単なレーザセンサによって
障害物の動体/静体を判定できるため、無人走行車両1
の最適な動作を確保することが可能となる。かくして、
無人走行車両1が回避あるいは停止する必要のある(走
行に支障のある)障害物に対しては反応するが、無人走
行車両1の走行には支障のないレーザセンサの過剰反応
には応答しない、無人走行車両の保安装置を実現するこ
とができる。また、従来のように予めセンサの検出範囲
を狭く設定したり、あるいは走行路の特異点を知らせる
ための信号装置を設けたりすることが一切不要であり、
センサ全体の感度を低下させたり、システムの構成を複
雑にしたりすることなく、センサの過剰反応を抑えるこ
とができる。Therefore, since only the distance data of the unmanned traveling vehicle 1 in the vehicle width direction can be detected, it is only necessary to secure the traveling road width necessary for traveling of the vehicle, and the traveling area can be expanded. Further, since the moving body / static body of the obstacle can be determined by a simple laser sensor, the unmanned vehicle 1
It is possible to secure the optimum operation of. Thus,
The unmanned traveling vehicle 1 responds to obstacles that need to be avoided or stopped (impedes traveling), but does not respond to excessive reaction of the laser sensor that does not interfere with traveling of the unmanned traveling vehicle 1, A security device for an unmanned vehicle can be realized. In addition, it is not necessary to set the detection range of the sensor in advance to be narrow, or to provide a signal device for notifying a singular point of the traveling path, unlike the conventional case.
Excessive reaction of the sensor can be suppressed without reducing the sensitivity of the entire sensor and complicating the system configuration.
尚、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
なく、次のようにしても実施することができるものであ
る。The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented as follows.
上記実施例では、無人走行車両1の走行に支障のない
ものの例として、第5図に示したような側壁の凸部6に
対する場合を述べたが、これに限らず本発明の保安装置
は、ノイズ等の何らかの望ましくない原因によるセンサ
の過剰反応、さらに無人走行車両1の走行に支障のない
一瞬通過性の物体に対する過剰反応の防止に対しても有
効である。In the above-mentioned embodiment, the case of the convex portion 6 of the side wall as shown in FIG. 5 is described as an example of the one which does not hinder the traveling of the unmanned vehicle 1, but the security device of the present invention is not limited to this. It is also effective for preventing an excessive reaction of the sensor due to some undesired cause such as noise or the like, and further preventing an excessive reaction of a momentary passing object which does not hinder the traveling of the unmanned vehicle 1.
また上記実施例で、測定距離履歴判定手段24における
障害物の動体/静体の判定精度を向上させるためにジャ
イロケータ等を設置して、無人走行車両1の姿勢保持精
度を高めることも可能である。Further, in the above-described embodiment, it is possible to increase the posture holding accuracy of the unmanned traveling vehicle 1 by installing a gyrolocator or the like in order to improve the moving object / static object judging accuracy of the measured distance history judging means 24. is there.
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、走行路幅を必要
以上に大きく確保することなく,感度を低下させること
なく,かつ本来の保安機能を低下することなく,しかも
構成を複雑にすることなく障害物センサの過剰反応を抑
え、無人走行車両の走行に支障のない物は検出せず走行
に支障のある障害物のみを確実に検出することが可能な
無人走行車両の保安装置が提供できる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to secure the traveling road width unnecessarily large, to reduce the sensitivity, and to prevent the original security function from being deteriorated. Safety of unmanned vehicles that suppresses overreaction of obstacle sensors without complicating and can reliably detect only obstacles that hinder driving without detecting objects that do not hinder the traveling of unmanned vehicles A device can be provided.
第1図および第2図は本発明による無人走行車両の保安
装置の一実施例を示す図で、第1図は無人走行車両への
センサの装備状態を示す平面図、第2図は保安装置の制
御構成例を示す機能ブロック図、第3図(a)〜(d)
および第4図(a)(b)は同実施例における作用を夫
々説明するための図、第5図は無人走行車両と超音波セ
ンサによる障害物検出との関係を示す概要図である。 1……無人走行車両、2a,2b……超音波センサ、3a,3b…
…超音波センサの検出範囲、4……車幅、5……必要走
行路幅、6……固定障害物(側壁の凸部)、10a,10b…
…反復移動機構、11a,11b……レーザセンサ、12……走
行パルス、20……制御装置、21……パルス/走行速度変
換手段、22……パルス/走行距離変換手段、23……測定
距離補正手段、24……測定距離履歴判定手段、25……走
行パターン決定手段、26……走行モータドライバ、27…
…操舵モータドライバ、28……走行モータ、29……操舵
モータ。1 and 2 are views showing an embodiment of a safety device for an unmanned traveling vehicle according to the present invention. FIG. 1 is a plan view showing a state of mounting a sensor on the unmanned traveling vehicle, and FIG. 2 is a safety device. 3 is a functional block diagram showing a control configuration example of FIG.
FIGS. 4 (a) and 4 (b) are diagrams for explaining the operation in the same embodiment, and FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between the unmanned vehicle and the obstacle detection by the ultrasonic sensor. 1 ... Unmanned vehicle, 2a, 2b ... Ultrasonic sensor, 3a, 3b ...
… Detection range of ultrasonic sensor, 4 …… Vehicle width, 5 …… Required road width, 6 …… Fixed obstacle (side wall protrusion), 10a, 10b…
… Repetitive movement mechanism, 11a, 11b …… Laser sensor, 12 …… Traveling pulse, 20 …… Control device, 21 …… Pulse / traveling speed converting means, 22 …… Pulse / traveling distance converting means, 23 …… Measuring distance Compensation means, 24 ... Measured distance history determination means, 25 ... Travel pattern determination means, 26 ... Travel motor driver, 27 ...
… Steering motor driver, 28 …… Travel motor, 29 …… Steering motor.
Claims (1)
所定の走行路を走行する無人走行車両の保安装置におい
て、 前記無人走行車両に装備され、レーザ光を発光すると共
に障害物からの反射光を受光することにより、前記走行
路上の障害物と無人走行車両との間の距離を測定するレ
ーザセンサと、 前記レーザセンサを前記無人走行車両の車幅方向へ反復
移動させる反復移動機構と、 以下の(a)〜(e)の各手段からなる制御装置と、 を備えて成ることを特徴とする無人走行車両の保安装
置。 (a) 前記走行機構の電動機の回転速度に応じて得ら
れる走行パルスを入力とし、当該走行パルス数より前記
無人走行車両の走行速度を演算する走行速度演算手段。 (b) 前記走行パルスを入力とし、当該走行パルス数
より前記無人走行車両の走行距離を演算する走行距離演
算手段。 (c) 前記レーザセンサからの測距データ、レーザセ
ンサの車両上の位置データ、前記走行速度演算手段およ
び走行距離演算手段からの走行速度および走行距離を入
力とし、これらを基に一定時間毎に進行方向前方の障害
物までの測距データを正規化する測定距離補正手段。 (d) 前記測定距離補正手段からの一定時間毎の正規
化された測距データを入力とし、これらの測距データに
基づいて前記障害物が静体または動体のいずれであるか
を判定する測定距離履歴判定手段。 (e) 前記測定距離履歴判定手段での判定結果に基づ
いて、無人走行車両を停止動作させるか回避動作させる
かを判定し、前記障害物が静体の場合には無人走行車両
を回避動作させまた前記障害物が動体の場合には無人走
行車両を停止動作させるべく、前記無人走行車両の走行
速度、走行方向を制御するための保安制御指令を前記走
行機構に与える走行パターン決定手段。1. A safety device for an unmanned traveling vehicle, which is driven by a traveling mechanism equipped with an electric motor to travel along a predetermined traveling path, which is mounted on the unmanned traveling vehicle and emits a laser beam and reflects light from an obstacle. A laser sensor that measures the distance between the obstacle and the unmanned traveling vehicle on the traveling path by receiving the light; and a repetitive movement mechanism that repetitively moves the laser sensor in the vehicle width direction of the unmanned traveling vehicle, (A) to (e) of a control device, and a safety device for an unmanned vehicle. (A) A traveling speed calculation means that inputs a traveling pulse obtained according to the rotation speed of the electric motor of the traveling mechanism and calculates the traveling speed of the unmanned traveling vehicle from the number of the traveling pulses. (B) A travel distance calculation means that receives the travel pulse as an input and calculates the travel distance of the unmanned traveling vehicle from the number of travel pulses. (C) The distance measurement data from the laser sensor, the position data on the vehicle of the laser sensor, the traveling speed and the traveling distance from the traveling speed calculating means and the traveling distance calculating means are input, and based on these, at regular time intervals. Measured distance correction means for normalizing measured distance data up to an obstacle ahead in the traveling direction. (D) A measurement in which the normalized distance measurement data from the measurement distance correction unit at regular time intervals is input, and whether the obstacle is a static body or a moving body is determined based on the distance measurement data. Distance history determination means. (E) Based on the determination result of the measured distance history determination means, it is determined whether the unmanned traveling vehicle is stopped or avoided, and when the obstacle is a static body, the unmanned traveling vehicle is avoided. Driving pattern determining means for giving a safety control command for controlling the traveling speed and traveling direction of the unmanned traveling vehicle to the traveling mechanism in order to stop the unmanned traveling vehicle when the obstacle is a moving body.
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