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    公开号:WO1987007403A1
    申请号:PCT/JP1987/000324
    申请日:1987-05-21
    公开日:1987-12-03
    发明作者:Toru Suzuki；Atsuhiko Kato；Mitsuo Hosoi；Ichiro Nakano
    申请人:Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho；
    IPC主号:G05D1-00
    专利说明:
    [0001] 明 衝 軎 無人移動体の誘導装置 技 術 分 野
    [0002] この発明は、 視覚手段を用いて無人移動体を誘導あ るいは位置補正する無人移動体の誘導装置に関する。 背 景 技 術
    [0003] 従来、 無人車両を所定の走行経路に沿 っ て 目 的地ぺ 導く 方法には、 走行方向検出器と走行長測定器にて車 両の現在位 gを推定 し、 予め教示しておいた予定轾路 上の通過予定地点を通港すべ く 車両を自動的に操舵す る推測航法がある。 この方式の欠点は路面の凹凸や車 両のス リ ッ プに よ り車両の推定位置に誤差を生 じ、 正 確に通遏予定地点を通過できないこ とである。 したが つ てかかる欠点を補う 目 的で、 適宜の標講を走行轻路 上に間欠的に設け、 該標識を車両で検出するこ とによ り車両の推定位置を闥欠的に校正する方法が以下に示 すよう に各種提案されている。
    [0004] ( ) Jえば、 特願昭 5 7 — 2 0 4 9 1 5 においては、. 目標対象物の側面に光反射体を設置 し 、 無人車両上に 組をなす発光素子と受光素子を設け、 この受光素子が 上記光反射体から最大光星を受光する姿努になるまで 無人車両を上記目標物近傍で定点旋回 して姿努制御す 一 — るよう に している。
    [0005] ( 2 ) ま た、 特願昭 5 7 — Ί 9 9 0 0 7 では無人車の みならず有人車の位置計測の目 印 と して樹木や建築物 等の環境を利用するこ とを提案 している。
    [0006] しか しなが ら 、 上記（ 1 ) の方式においては、 標識を 検出するセンサの検出頜域が狭いため走行中の外乱等 によ り標識を検出できないこ とがあ り 、 ま た上記（2 ) の方式においては、 現段階では前記樹木や建築物等の 環境を標識と して識別するための手段に著 し く コ ス 卜 がかかり 、 すぐさま実用するこ と はできない という 問 題点かめる。
    [0007] この発明はこのよう な実情に鑑みてなされたもので、 低コス トで高精度に移動体の位置補正を行う こ とがで きる無人移動体の誘—導装置を提供するこ とを目 的とす る。 発 明 の 開 示
    [0008] この発明においては、 無人移動体の走行路上に再帰 反射性ち し く は発光性を有する少な く とも 2 儷ずつの 標識を基準経路に沿っ て間欠的に配設する と ともに、 無人移動体の現在位置及び姿勢を例えば推測航法等 を用いて逐次算出 し、 この算出值に基づき操舵制御さ れる無人移動体に対 し、. 前記標識を認識する視覚手段 と、 前記標識の座標位置を予め記憶するメ モ リ 手段と、. 前記視党手段によ っ て認識 した少な く とも 2 翻の標識 に基づき前記基準轾路に対する無人移動体の儷角およ び僱位 と前記移勒体を通っ て前記基準轻路に垂直に交 差する線分か ら移動体までの距離とを求め、 これら求 めた偏角、 偏位および距離と前記メ モ リ 手段の記憶内 容とに基づき無人移動体の現在位置および姿努を検出 する検出手段 と 、 該検出 した位置および姿勢によ っ て 前記推測航法等によ っ て算出 した位置および姿努を補 正する誘導位置補正手段とを具えるよう に し、 前記推 測航法等によ っ て誘導される無人移動体の位置および 姿努を間欠的に校正するよう にする。 ·
    [0009] かかる本発明によれば、 広視野をちつ視覚手段によ つ て標譏を確実に検出するこ とができる と ともに、 標 譏の設置ち容易であ り 、 低コ ス トで高精度の位置補正 を行なう こ とができる。 図面の簡単な説明
    [0010] 第 1 図、 第 2 図および第 3 図は各々本発明の装置に よ っ て誘導される無人移動体の一例を示 した斜視図、 側面図および平面図、 第 4 図はカ メ ラのイ メ ージ面に おける座標と路面における座標との幾何的関係を示 し た図、 第 5 図および第 6 図は夫々移動体の標識に対す る儷位、 儷角および距離を求めるための説明図、 第 7 図は本発明の一実施例装置の制御構成例を示 したプロ ッ ク図、 第 8 図は の変化態様を示 したグラフ 、 第 9 図は速度指令信号を作成するための系を例示 した図 - - 第 1 0 図は他の誘導方式による基準走路に対する移動 体の誘導態様を例示 した図、 第 1 1 図は第 1 0 図に示 した誘導方式を用いた場合の制御構成例を示 したプ ロ ッ ク図、 第 1 2 図および第 1 3 図は第 1 0 図に示 した 誘導方式の他の基準走路の設定憩様をそれぞれ例示 し た図、 第 1 4 図は本発明をク リ ーンルームの防塵フ ィ ルタ の検査に適用 した場合の実施例を ^す斜視図、 第 1 5 図は無人走行車の走行轾路を説明するためのク リ ーンルーム天井の透視図、 第 1 6 図は第 1 4 図に示 し た実施例の無人走行車に搭載する各種機器の構成を示 すプロ ッ ク図である。 発明を実施するための最良の形態
    [0011] 以下、 図面を参照 して本発明の実施例を説明する。 第 1 図、 第 2 図および第 3 図は、. 夫々本発明の装置 によ っ て誘導する無人移動体 1 を示した斜視図、 正面 図および側面図である。
    [0012] これらの図に示すよう に、 この移動体 1 は車体 2 の 前後部両糊にキ ャ スタ 3 が、 ま た中央部両側に各別な モータ M R , L で回動される駆動輪 4 R , 4 L が各 々配設されている。 そ して車体 2 の前方部分に突設さ れた支持台 5 上に視覚手段たる I T Vカ メ ラ 6 が配設 され、 このカメ ラ 6 の左右に投光器 7 が配設されてい
    [0013] 。
    [0014] 上記カ メ ラ 6 は、 車体 2 の前方路面の所定範囲が視 野内に入るよう に適当な俯角をもたせて取 り 付け られ てお り 、 ま た投光器 7 ばカ メ ラ 6 の視野を照明 し う る よう に取 り付け られている。 そ し て上記モー タ M R ,
    [0015] M t には、 それらの回転に伴な つ てパルス信号を出力 - するパルスエンコ ーダ等のパルス発生器 9 R , 9 L が 各々付設されている。
    [0016] ま た、 この移動体 1 には、 車両の走行方向を検出す る レー 卜 ジ ャ イ ロ等の方向検出器 1 0 、 走行制御およ び画像処理のための C P U 1 1 、 パ ッ テ リ 1 2 および 送受信ア ンテナ 1 3 等が設け られている。
    [0017] 路面に配設された標識 8 …は、 移動体 1 を誘導する ための目 印 と して機能するものであ り 、 この実施例で は再帰反射性、 つ ま り入射光と同一の方向に光を反射 させる性質をちつガラス玉を使用 している。 これらの 標識 8 は、 2 個以上を 1 組 と して移動体 1 の走路に沿 つ て間欠的に配列設置されてお り 、 それらを桔ぷライ ンは後述するよ う に移動体 1 に対する基準経路 1 5 と して璣能する。 そ して少な く とも 2 Sの標議 8 がカ メ ラ 6 の視野内に入るよう にそれらの配置閭隔が設定さ れている。
    [0018] ここで、 上記カ メ ラ 6 で標識 8 を捕 らえなが ら移動 体 1 の標識 8 に対する位置 （ 偏位 d 、 漏角 、 距離 J! ) を箅出する原理について説明する。
    [0019] いま 、 第 4 図に示す如 く 路面に X , Y軸を、， ま た 力 メ ラ 6 のイ メ ージ面 Qに X , y軸を各々設定 した場合、 路面上の座標 Mとこれに対応する-ィ メ ージ面 Qの座標 mと は幾何的な関係がある。 それ故 イ メ ージ面 Qの 座標 mが検出されれば路面上の座標 ; Mを求めるこ とが でき、 ま た線分 M mと路面とのなす角度 ァ （ 俯角 〉 お よび該線分 M mを路面に投影 した線分 O Mと Y軸 との なす角 （ 方位角 ） も求め られる。
    [0020] なお、 周図において C点はカ メ ラ 6の レンズ主点を 示 している。 ま た、 路面における X , Y座標は、 C点 を通る垂線が路面と交わる点を座標原点 0 と し 、 その Y軸は前記移動体 1 の進行方向に設定されている。
    [0021] つぎに、 第 5図に示す如 く 路面上の座標 M 1 , M 2 がカ メ ラ 6の視野内に存在する場合を考える。
    [0022] 上記座標 M i についての俯角 ァ 1 、 方位角 およ び座標 M 2 についての俯角 ァ 2 、 方位角 i32 は、 前述 したよう に カ メ ラ 6のイ メ ージ面 Qにおける対応座標 m , m 2 ( 図示せず ） か ら求め られる。 そ してこれ らが求め られれば、 座標 M i , M 2 を通る線分 （ 基準 轾路 ） 1 5 と Y軸とのなす角 およぴ該基準経路 1 5 に対する 0点からの垂線の長さ dを各々下式 （1) およ び（2) に基づいて算出するこ とができる。
    [0023] 9 =
    [0024] tan "1 1 tan 7 2 sin β ^ - tan r s i n β ί 〉 tan r cos β 2 - tan r 2 cos β i
    [0025] • … （ 1 〉 d = h s ί n ( g + φ ) ( 2 )
    [0026] tan r
    [0027] ただ し、 hは C点と 0点間の距離である。 ま た 、 上記基準経路 1 5上における 0点か らの垂線 の足 N と座標 M i および M2 との各距離 J! , J! 2 は、 第 6図に示 した関係から下式 （3)(4)に基づいて箅出す るこ とができる。
    [0028] JJ . = _ _ —— -. … （ 3 )
    [0029] t a η ( φ + 1 )
    [0030] JJ ク = … （ 4 )
    [0031] Xan ( 9 + β 2 )
    [0032] 上記座標 M i , Μ 2 が前記標識 8 の位置を示 してい る とする と 、 角 はそれ らの標識 8 間を桔ぷ線分に対 する移動体 1 の漏角を、 ま た距離 d は上記線分に対す る移動体 1 の儷位 （ 横ズ レ ） を、 ま た距雌 J! 1 , J! 2 は標識 IVH , M 2 までの基準径路 1 5 に沿 っ た移動距 離を示すこ とになる。 ♦
    [0033] 以上が移動体 1 の標識 8 に対する位置および基準轾 路に対する姿努角を検出するための原理であるが、 以 下の実施例ではこの方法を推測航法によ り予定走行路 に沿 っ て誘導する際の位置および姿勢補正に適用する。 以下、 第 7図に示す制御ブロ ッ ク図に したが っ て本発 明の一実施例を説明する。
    [0034] 第 7図において、 走行長検出器 2 0は駆動輪 4 R 、 4 Lに取付け られたパルス発生器 Q R . 9 Lか らのパ ルスをカ ウンタ 2 1 , 2 2 によ り カ ウン 卜 するこ と に よ り 移動体 1 の走行長 L R , L L を検出 し'、 これを C P U 1 1 に入力 している。 この場合 C P U 1 1 は、 移 動体 1 の中心位置の走行距離を得るべ く 両カ ウンタ 度 ） 2 1 , 2 2の カ ウン 卜値の平均值を距離データ と して用いる。 方向検出器 1 0は倒えば方向の変化分
    [0035] ( 角速を検出 し、 これを積分 して方向を求める レー 卜 ジ ャ イ ロであ り 、 該検出 した走行方向を C P U 1 1 に 入力する。 C P U 1 1 は上記走行長検出器 2 0および 方向検出器 1 0か ら時々刻々入力される走行長データ および走行方向デー タ に基づき移動体 1 の現在座標位 Sを推測 し、 その推測位置を用いて予定走行路 1 6
    [0036] ( 第 1 図 ） とのズ レ量、 姿勢角を検出 し 、 移動体 1 が 予定走行路 1 6を走行するよ う移動体 1 の走行を制御 する。
    [0037] すなわち C P U 1 Ί は、 第 8図に示すよう に移動体 1 の走行速度措令 Vに値 Kを加算 して速度指令 V。 を 作成し、 かつ速度 Vから値 Kを減箅 して速度指令 v L を作成するプロ グラムを有 し、 作成された指令 V R , V L は各々 D /A変換器 2 3 , 2 4を介 してサーポア ンプ 2 5 , 2 6に加え られる c
    [0038] 上記 ffi Kは、 A V = ( d r - d ) + C ( Ψ r - φ ) ( G ; 定数） に対 し第 9図に示す態様で変化される。 したが っ て予設定軀位 d r と実僱位 d の差および目標 憶角 と実偏角 の差が共に小さ く て Δ Υが同第 9 図に示す不惑带 D内の値をちつ場合には、. Κ = 0 とな つ て V R = V , V L = Vなる速度指令が作成され、 こ の場合、. 前記駆動翰 4 R , 4 Lが等速回耘して移動体 1 が直進走行するこ とになる。 ま た厶 Vが不感帯 D内の疽よ り大きな正の値を とる 場合に は、 V R > V L となるので右駆動輪 4 Rの回転 速度が左駆勒輪のそれよ り も大き く な つ て移動体 Ί が 左方向に操舵され、 逆に不感帯 D内の値よ り も大きな 負の值を とる場合には、 V。 < V L となるので移動体 1 が右方向に操舵される。 なお上記において 、 Δ νの 絶対籠が大きいほど舵角が大き く なる。
    [0039] —方、 上記カ メ ラ 6よ り 出力される ビデオ信号は、 A Z D変換器 2 7で 2値化されたのち フ レームメ モ リ 2 8 に耋き込ま れ、 1 画面が作成される毎に このフ レ ー ムメ モ リ 2 8の記億内容が C P U 1 1 に取込ま れて いる。 したが っ て 、 移勒体 1 の走行に拌 つ て 、 移動体 1 が標識 8の近傍に接近する と上記標識 8 は回帰反射 性を有するガラス玉で形成されているので、 カ メ ラ 6 によ っ て輝点画像と して捕 らえ られる。 そこで C P U 1 Ί は、 フ レームメ モ リ 2 8 に格钠された輝点画像デ ータ に基づいて カ メ ラ 6の視野内に存在する複数 （ た とえば 2〜 3 ϋ ) の標識 8を認識し、 それらの標識の う ちの 2溷、 た とえば移動体に近いものから 2個の標 識を選択する。 そ して C P U 1 はこの 2 ®の標識に ついての路面上での座標 M i , M 2 を求める と ともに、 座標 M i についての俯角 ァ 1 、 方位角 31 および瘗標 2 についての情角 ァ 2 、 方位角 52 を算出 し、 つい で前記（1) ， (2) ， (3) および（4) 式に示 し た演箅を 実行 して移動体 1 の偏角 と儷位 d と距離 J! 1 , J! 2 - - を求める。
    [0040] 第 7 図に示 した標識位置メ モ リ 2 9 には、 各標識 8 の位置座標が予め記憶されてお り 、 C P U は前記 求めた移動体 1 の儷角 9 、 偏位 d 、 距離 J! ， J 2 と 標識位置メ モ リ 2 9 から読出 した標識 8 の座標位置と に基づき移動体 1 の現在の座標位置および姿勢を求め、 これを前記走行長検出器 2 0 および方向検出器 1 0 の 検出出力に基づき求めた推測座標位置および姿勢と比 較 し、 該比較結果に基づきモータ M R , M L を駆動制 御するこ とによ り該推測位置および姿勢を校正するよ う にする。 そ してこれ以後、 該校正 した移動体の位置 および姿努を初期状態と して推測航法による移動体 1 の操舵制御が行なわれるこ と になる。
    [0041] このよう に、 この実施例に よれば、 広視野を持つ視 覚手段によ り標識を確実に検出できるのみな らず、. 標 識の設置あ容易にでき、 コ ス ト 的にあ有利でかつ高精 度な移動体の位置補正を行なう こ とができる。
    [0042] なお上記実施例では、 標識 8 と して再帰反射性を有 するガラス玉を使用 しているが、 このガラス玉に代え てコ ーナーキ ュ ーププ リ ズム、 再帰反射性を有する所 定形状の粘着テープ、 ガ '一 ド レール等に使用されてい る光反射器等を使用 してもよい。 かかる標識を使用す る場合、 それらに所定の形状をもたせれば画漦上にお ける他物体との識別がよ り容易 となる c
    [0043] ま た镡識 8 と して L E D 、 電球、 蛍光灯等の発光体 を使用するこ とも可能であ り 、 この場合上記投光器 7 は不要となる。 なお特定の波長の光を発光する発光体 を標譏と して使用すれば、 視覚手段側に該特定波長の 光のみを通すフ ィ ルタ を設けるこ と によ り外乱を除去 するこ とができる。 ま た 、 発光体を所定周期で点滅さ せ、 視覚手段測で上記点滅の周期を利用 した画像処理 を施すよう にすれば、 やは り外乱を除去するこ とがで きる 0
    [0044] 要するに標識 8 と しては、 視覚手段が他物体と区別 できるものであれば種々のものを適用でき、 移動体 1 の走行 ¾境に最適なものを選択使用すればよい。
    [0045] さ らに上記実施例では、 視覚手段と してテ レ ビカ メ ラ 6 .を使用 しているが、 上記標識 8 と して発光体を使 用する場合には 2 次元半導体位置検出器 （ ポジシ ョ ン センサ） を視覚手段と して用いるこ ともできる。
    [0046] ところで、 以上示 した実施例では、 推測航法を用い て移動体 1 の操舵制御を行なう よう に したが、 上述 し た構成によれば、 予設定基準轻路に沿 っ て間欠的に配 設 した前記再帰反射性を持つ誘導標識を基準と した種 々の轾路に沿 っ て移動体を走行させるこ とも可能であ る 0
    [0047] すなわち 、 第 1 0 図に示す如く 、 複数の標識 8 によ つ て基準轾路 k i を構成する。 これらの標識 8 は、 移 動体 1 の走路に沿 っ て間欠的に配列設置されてお り 、 それらを桔ぷライ ンは後述するよう に移動体 1 に対す - - る基準轾路 と して機能する。 そ して少な く とち 2 俚の標識が常時カ メ ラ 6の視野内に入るよ う にそれ ら の配匱間隔が設定さ れて いる 。 すなわ ち 、 こ の轾路 k 1 の各区囿 L i , L i + 1 , …について上記移動体 の目標偏位 dr ( あるいは該偏位 drと目 標変角 <Ρ Γ ) を 予め設定 し、 上記各区間についての移動体 Ί の実鎘位 d ( あるいは実儷位 ci と実漏角 <P ) がそれらの区間に ついての予設定儷位 dr ( あるいは該偏差 drと儷角 <p r ) に合致するよう に移動体 1 を操舵すれば、 上記基準轾 路 k i を基準 とする種々の経路、 た とえば同図に示す 轾路 k i ' に沿 っ て移動体 1 を誘導走行させるこ とが できる。
    [0048] 第 1 1 図はかかる誘導走行を行な ·う す ςめの制御プロ ッ ク図であ り 、 経路メ モ リ 3 0には、 移動钵 1 が基準 経路の各位置において とるべき目標偏位 drと目標偏角 Ψ r が予め格钠されている。 た とえば、 標識 8 による 第 1 0図に示すよう な基準絰路 k i が構成されている 場合、 位置 P i , P i + 1 …についての目標雇位 d r ( d i , d i十 1 … ） および目標儷角 r が格納される。
    [0049] 前記 したよう に、 上記標識 8 は回帰反射性を有する ガラス玉で形成されているので、 カ メ ラ 6 によ っ て輝 点画像と して捕え られる。 そこで G P U 1 Ί は、 フ レ ームメ モ リ 2 8 に格钠された輝点画像デー タ に基づい てカメ ラ 6の視野内に存在する複数 （ た とえば 2〜 3 ) の標識 8を認識し、 それらの標識のう ちの 2個、 た とえば隣 り 合う 2翻の標識を選択する。 そ し てこの 2 ®の標識につ い て第 5 図 に示 し た 路面上での座標 M 1 , 2 を求める と ともに 、 座標 M i についての俯 角 ァ 1 、 方位角 l3 i お よ び座標 M 2 につ い て の俯角 r 2 、 方位角 β 2 を箅出 し 、 ついで前記 （1) , (2) 式 に示 した演算を実行 して移動体 1 の偏角度 と儷位 d を求める。
    [0050] C P U 1 1 は、 上記標識 8の通過 ®数をカ メ ラ 6の 出力か ら計数 して上記位置 Pi, Ρί + 1 ·, …を検出 し 、 そ れらの位置についての目標偏位 drおよび目 標漏角 <p r をメ モ リ 1 5から顺次読出す。 そ して読出 した dr， φ r と検出された移動体 1 の実際の噩位 dおよび漏角 φ とに基づいてモータ M R ， L に対する速度指令 V R， V L を前述 した態様で作成出力する。
    [0051] かかる誘導方法によれぱ、 第 1 0図に示す位置 Pi，P i +1 ， Pi+ 2 ， ♦♦·についての目標儷位 drが d i； { > 0 , di+ ι ( > 0 ) , di+ 2 ( く 0 ) , ···に設定され、 目標儷角 r がいずれち？） r = 0に設定された場合、 た とえば区間 L i では移動体 1 の儷位が diで儷角が 0 となるよう に移動体 Ί が誘導され、 他の区間において ち同様の憩様で誘導される。 それ故、 この例では、 同 図に点線で示す経路 k i ' が移動体 1 の走行軌跡 とな る。
    [0052] なおこの誘導方式によれぱ、 第 1 2図に示すよう に 基準轻路 k2 よ り d 4 だけシフ 卜 した径路 k2 ' に ¾ つ て移動体 1 を誘導させるこ とも可能であ り 、 ま た 、 第 1 3'図に示す如 く 基準轾路 ！ 3 と同一の轻路 k 3 ' に沿 つ て移動体を誘導させるこ とも当然可能である。
    [0053] このよう にこの実施例によれば、 標識によ っ て形成 される基準経路の各位置についての目標儷位あるいは 該目標 ϋ位 と目標偏角の双方を変更するこ とに よ り 、 上記基準轻路 と は異なる種々の走行経路に沿 っ て移動 体を誘導させるこ とができる という利点がえ られる。
    [0054] 以上の例では、 予設定偏角 を φ ΐ = 0に固定 し ているが、 誘導すべき轻路の形態によ っ て は適宜な値 の偏角 φ 「 が各走行位置で設定される。
    [0055] ま た以上の例では、 目標漏位と目標偏角の双方を指 定 しているが、 儷位 drのみを指定するよう に してあよ い。 つま り Δ ν = ( dr- d ) を G P U 1 1 に演算させ て前記 Kの値を求め、 これによ り移動体 1 を誘導させ るこ とも可能である。 ただ し偏位 drと餳角 φ「 の双方 を指定するよう にすれば、 移動体の轾路変更をよ り精 度よ く 行なう こ とができる。
    [0056] さ らにま た、 上記実施例では移動体 1 の走路変更を 行なう位置 Pi, Pi +1 , …を標識 8の通遏個数か ら検出 しているが、 それらの位置についての標識を他の標識 とは異なる特殊な形状に してパタ ーン認識 し 、 これに よ っ て該各位置を検出するこ とち可能である 3 ま た上 記各位置を示す情報を、 走.路の側方に配置 したサイ ン ボス 卜等から与えるこ とち可能である。 なお、 た とえば位置 P iよ り所定距離だけ移動体 1 が 走行 した位匱で走路変更を行なわせるよ う な場合には、 位匾 P iに移動体 1 が到達 したのち 、 第 1 図に示 したパ ルス発生器 9 R， 9 し の出力パルスを カ ウン タで計数 させてその走路変更位 Sを検出するこ とができ、 その 場合 G 'P U 1 1 は、 移動体 Ί の中心位置の走行距離を 得るべ く 両カ ウンタ のカ ウン 卜 値の平均値を距離デー タ と して用いる。
    [0057] 次に、 この発明をク リ ーンルームに敷設された防塵 フ ィ ルタ の防塵性能を検査する検査装置に適用 した場 合について説明する。
    [0058] 半導体装置等の精密部品を製造する工場等では部品 に対 し，て塵などの粒子が混入 して性能を劣化させない よう にするため、 天井側に防塵フ ィ ルタ を敷設 し、 こ の防塵フ ィ ルタ から常に清浄な空気を吹込んで部屋全 体を極めて高い清浄度に保っ たク リ ー ンルー ムを設置 し 、 このク リ ー ンルー ムで上記のよう な精密部品を製 造 している。
    [0059] と ころが、 防塵フ ィ ルタ に ピンホールなどの細かい 穴が発生する と 、 防塵性能が大き く 低下するため、 部 屢全体の清浄度が保てな く なる。
    [0060] そこで、 従来はク リ ー ンルー ムの竣工時あるいは定 期検査時に、 係員が粒子計測器をク リ ー ンルー ム内に 持込んで、 この粒子計測器によ っ て多 く の防醒フ ィ ル タ か らの吐出空気に含ま れる粒子数を検査するよう に - - していた。 しか しなが ら 、 このよう な係員による検査 作業では、 人体からの発塵ちあるため， 精度の高い検 査結果が得られないう え、 時間がかかると同時に 、 粒 子計測器のプロ ー ブを周 じ姿勢で保持するのに大きな 苦痛を伴う という 問題があ っ た。
    [0061] そこで、 この実施例では、 前述の誘導 式を用いて 防産フ ィ ルタ の防塵性能を自動的に高精度で短時間の う ちに検査するこ とができるよう にする。
    [0062] 第 1 4 図はかかる実施例を示すク リ ー ンルー ム と無 人走行車の斜視図であ り 、 ク リ ー ンルー ム 4 0 の天井 (又は床面 ） には所望の形状の多数の防塵フ ィ ルタ 4 2 が取付け枠 4 3 に整然 と取付け られてお り 、 さ らに 取付け枠 4 3 には無人走行車 1 を誘導す ¾ための再帰 反射性材料等の高反射率を有する標識 8 がそれぞれの 防塵フ ィ ルタ単位で設け られている。
    [0063] 第 Ί 5 図 （ a ) はク リ ー ンルー ムの天井の透視図で あ り 、 無人走行車 1 は矢印で示すよう に 2 列の防塵フ ィ ルタ 2 の間の通路に沿 っ て進んで標識 8 で示される 計測基準位置 P 0 で一旦停止 し、 位置 P 0 における左 右両 fflにある計測対象の 2 枚の防塵フ ィ ルタ からの吐 出粒子数をマニピュ レー タ 4 4 のア ー ム先端に取付け たプロ —プ 4 5 を走査するこ とによ っ て計測する a こ の計湖が終了 したな らば次の計測基準位置 P 1 に進ん で同様の計測を行う 。 このよう な計測は矢印で示す通 路に洽 つ て無人走行車を走行させるこ とによ り 、 全て の防歷フ ィ ルタ について実施される。
    [0064] この場合、 標識 8 は無人走行車 1 の前方側に設けた 撮像カ メ ラで検出するが、 第 1 5 図 （ b 〉 に示すよ う に無人走行車 1 が進行方向前方のク リ ー ンルー ム壁面 に最も近い計測基準位置 P i まで達する と 、 その前方 の標識が実在 しな く な り 、 走行径路を判断できな く な る。 そこで、 第 1 5図 （ G ) に示すよう にク リ ー ンル ー ム 4 0のほぼ半分の距離を進んだら無人走行車 1 を 後進状態に切替え、 隣り の列の通路に侵入 したな らば 再び前進状態に切替えて各列の防塵フ ィ ルタ 4 2 を検 査するよ う に している。
    [0065] 第 1 6図は無人走行車 1 に搭載する各種機器の構成 を示すブ ロ ッ ク図であ り 、 走行コ ン ト ロ ー ラ 5 0 は F M送受信機 5 を介 して検査開始指令を受信する と 、 無人走行車の左右の車輪に対する回転指令を出力 し 、 該指令をサー ポアンプ 2 5 , 2 6を介 して車輪軸のモ — タ M R , M L に入力する。 これによ り 、 左右の車輪 が回転し始め、 走行車は走行開始となる。 一方、 視覚 コ ン ト ロ ー ラ 5 2 は撮像カ メ ラ 6から入力された進行 方向前方の映像信号によ っ て標識 8 を検出する と共に 、 走行車 1 が予め設定された走行径路に対 して どれだけ の横ずれ （ d ) および扁角 （ φ ) を有 しているかを前 記 した手法によ っ て判定 し、 その判定結果を走行コ ン 卜 ロ ーラ 5 0に転送する。 する と、 走行コ ン ト ロ ー ラ 5 0は検出された横ずれ （ d ) と偏角 （ φ ) とに基づ 一 — いて d = <P = 0 となるよう に操舵角 δ を制御する。 操 舵角 δ は前述の速度指令 V R , V L によ っ て左右の車 輪の回転数を変えるこ と によ っ て制御する。
    [0066] こめよ う に して設定の走行径路に沿 っ て進み始めた こ とによ り 、 走行車 1 第 π番目 （ π = Ί ， 2〜 ） の 計測基準位置 Ρ η に到着する と 、 走行 コ ン 卜 ロ ー ラ 5 0は車輪の回転を一旦停止させ、 現在位置における 防塵フ ィ ルタ 4 2 の防塵性能の検査を開始させるベ く ア ー ムコ ン ト ロ ー ラ 5 3 に対 して計測開始指令を送信 する。 する と、 アー ムコ ン ト ロ ーラ 5 3 はマニ ピユ レ ー タ 4 4のベー スの旋回角 0 1 ， 第 1 ア ー ムの傾斜角 Θ 2 , 第 2 アー ムの傾斜角 03 をそれぞれ制御するた めの信号をサー ポアンプ 5 4 , 5 5 , 5 6を介 してモ ー タ 5 7 , 5 8 , 5 9 に供給 し、 これらのモー タ 5 7 〜 5 9 の回転量によ っ て 5 1 , θ 2 , Θ 3 を制御 し 、 第 2 アー ムの先端に取付けたプロ ーブ 4 5 を計測対象 の防塵フ ィ ルタ 4 2の表面で走査させる。 これによ り 、. プロ ーブ 4 5からの吐出空気に含ま れる粒子数が粒子 計測器 6 0 によ っ て計測される。 この計測値は液晶表 示器 . キー ボー ドおよび外部記憶装置とから成るタ ー ミナル 7 0に転送されて防塵フ ィ ルタ の番号と取付け 位置 ^情報が付加された形式で記億される。
    [0067] このよう な動作が計測基準点毎に行なわれるこ と に よ り 、 全ての防塵フ ィ ルタ 4 2の防塵性能が検査され ^>。 この場合、 無人走行車 1 の走行距離およびマニ ピ ュ レー タ 4 4 によるプ ロ ーブ 4 5 の走査動作を制御する ために、 天井高さ、 防塵フ ィ ルタ 寸法 （ X , y方向 ） 、 取付け枠の数および幅 （ X , y方向 ） がタ ー ミ ナル部 7 0 のキー ポー ドから走行コ ン ト ロ ー ラ 5 0 , 視覚コ ン 卜 ロ ー ラ 5 2 およびア ー ムコ ン ト ロ ー ラ 5 3 に与え られる。 さ ら に各計測位置におけるプロ ー ブ 4 5 の走 査速度， 粒子計測器 6 0 の計測時間等のデー タ がキー ポー ドからア ー ムコ ン 卜 ロ ー ラ 5 3 および粒子計測器 6 0 に与え られる。
    [0068] ここで、 取付け枠の数を入力 しているのは、 X 方向 および y方向の取付け枠の数 f x , f y に 1 を加えた あのが防塵フ ィ ルタ の X 方向および y方向の数に一致 するからである。 '
    [0069] 走行コ ン ト ロ ー ラ 5 0 は以上のよう な必要なデー タ が入力される と自動的に走行シー ケンス と走行径路を 設定 し 、 検査開始指令を待 っ て走行開始 と なるが、 f X の髗に応じて走行径路の両側の防塵フ ィ ルタ 2 を 検査 しなが ら進むか、 ま たは片側だけ検査 しなが ら進 むかを決定 し 、， 効率良く 全ての防塵フ ィ ルタ の検査で きるよう に走行路決定用のアルゴ リ ズムが設定されて いる。
    [0070] なお、 タ ー ミ ナル部 7 0 の外部記憶装置に記億され た粒子数の計測饈は、 検査終了後ク リ ー ンルー ムの外 で液晶表示器に表示させた り 、. 印字装置に印字 してい ずれの防塵フ ィ ルタ の性能が劣化 しているかを確認す るこ とができる。 ま た、 検査中に室外のモニタ装置に データ を送るこ とち可能である。
    [0071] ま た、 ク リ ー ンルー ム全体だけでな く 、 特定のエ リ ァのみを検査できるこ とは言う までもない。
    [0072] このよう にこの実施例によれば、 無人走行車に粒子 計測器を搭載して防塵フ ィ ルタの性能を自動的に検査 するものであるため、 人体などの発塵に影響されるこ となく 精度良く 防塵フ ィ ルタ の性能を検査するこ とが できる。 また、 防塵フ ィ ルタ の配置に応じて自動的に 検査用の走行径路が設定されるため、 効率良く 短時間 のう ちに検査を終了させるこ とができる。 産業上の利用可能性
    [0073] この発明は、 推測航法等の自動操舵方式を採用 した 無人移動体の位置および姿勢を間欠的に補正する装置 に有用であ り 、. その他ク リ ーンルー ム内の防塵フ ィ ル タ の防 S性能を検索するための無人移動体等に ¾適用 でぎる。
    权利要求:
    Claims請 求 の 篛 囲
    1 . 無人移動体の走行路上に少な く とも 2 11ずづの標 ¾を基準経路に沿 っ て間欠的に配設する と ともに 、 r
    無人移動体に 、
    無人移動体の現在位置および姿努を逐次検出する第
    1 の検出手段と、
    前記標識を認識する視覚手段と、
    前記標譏の座標位置を予め記僮するメ モ リ 手段と、 前記視覚手段によ っ て認識 した少な く とも 2 俚の標 譏に基づき前記基準轻路に対する無人移動体の儷角お よび儷位と前記移動体を通っ て前記基準轾路に垂直に 交差する線分から移動体までの距離とを求め、 これら 求めた钃角、 儡位および距離と前記メ モ リ 手段の記億 内容とに基づき無人移動体の現在位置および姿努を検 出する第 2 の検出手段 と 、
    この第 2 の検出手段に よる検出出力が得られる と 、 該第 2 の検出手段に よ っ て検出 した位置および姿勢に よ っ て前記第 1 の検出手段によ っ て検出された位置お よび姿努を補正する誘導位置補正手段とを具えるよう に した無人移動体の誘導装置。
    2 . 前記標識は再帰反射性を有するちのであ り 、 無人 移助体は前記視覚手段の視野を照明する投光手段を更 に具える請求の範囲第 1 項記載の無人移動体の誘導装 S。
    3 . 前記標識は発光性を有する請求の範囲第 1 項記載 の無人移動体の誘導装置。
    4 . 前記視覚手段は適当な箱角を持たせて無人移動体 に取 り付け られている請求の範囲第 1 項記載の無人移 動体の誘導装置。
    5 . 前記視覚手段はテ レ ビカ メ ラである請求の範囲第 1 項記載の無人移動体の誘導装置。
    6 . 前記視覚手段は 2 次元半導体位置検出器である請 求の範囲第 1 項記載の無人移動体の藭導装置。
    7 . 前記第 1 の検出手段は、 無人移動体の走行長を検 出する走行長検出手段と、 無人移動体の走行方向を検 出する走行方向検出手段とを有 し、 これら検出手段の 検出出力に基づき無人移動体の現在位置を推測航法に よ り箅出する請求の範囲第 1 項記載の無人移動体の誘 導装置。
    8 . ク リ ーンルーム内の天井ま たは床面に配設された 防塵フ ィ ルタ の取付け枠に予設定基準轾路に沿 っ て標 識を間欠的に配設する と とあに 、
    無人移動体に、
    前記標識を認識する視覚手段と、
    前記視覚手段によ っ て認識 した少な く とち 2 鋰の標 識に基づき前記基準轾路に対する無人移動体の偏角お よび儷位を検出する検出手段と、
    該検出手段によ っ て検出された漏角および偏位が所 定植となるよう操舵制御する操舵制御手段 と 、 アーム先端に取付けたプロ ープを走査 して指定の防塵 フ ィ ルタ か ら空気を吸入するマ ニ ピ ュ レー タ と 、 吸入 し た空気中に含ま れる塵の粒子数を計測する粒 子計測器 と 、
    ( ' 計測さ れた粒子数を防塵フ ィ ルタ 別 に記億する記億 装置 と を具え 、
    ク リ ー ンルー ムに敷設さ れた複数の防塵フ ィ ルタ の 防塵性能を検査する無人移動体の誘導裝置。
    9 . 前記標識は再帰反射性を有する請求の範囲第 8 項 記載の無人移動体の誘導装置。
    0 . 前記標識は防塵フ ィ ルタ の取付け枠に防塵フ ィ ルタ 単位に設け ら れている請求の範囲第 8 項記載の無 人移動体の誘導裝置。
    1 . 前記操舵制卸手段は、 無人移動体を ク リ ー ンル ー ムの一端か ら略中央部ま で は前進させ 、 該中央部か ら他端ま では後進させる走行制御を各走行列毎に裸返 し行な う 請求の範囲第 8 項記載の無人移動体の誘導装 &。
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    法律状态:
    1987-12-03| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1987-12-03| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE GB IT SE |
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    1988-07-13| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987903418 Country of ref document: EP |
    1993-08-11| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1987903418 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP11685686A|JPS62272307A|1986-05-21|1986-05-21|Guide position correcting device for unattended moving body|
    JP61/116856||1986-05-21||
    JP15090286A|JPS637820A|1986-06-27|1986-06-27|Inspection device for dust-proof filter of clean room|
    JP61/150902||1986-06-27||DE19873787003| DE3787003T2|1986-05-21|1987-05-21|Lenkvorrichtung für sich unbemannt bewegende körper.|
    DE19873787003| DE3787003D1|1986-05-21|1987-05-21|Lenkvorrichtung fuer sich unbemannt bewegende koerper.|
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