(57)【要約】      （修正有）【課題】無線電子タグとの通信を確立しながら移動する自走式移動体において、周囲の環境等に影響されずに正確に走行制御を行うことができる自走式移動体を提供する。【解決手段】走行面上に配置した複数の無線電子タグ１０１〜１０５のタグ接続線８０により自走式移動体２の走行経路が規定される。自走式移動体２は、自走に必要な動力源２０及び駆動部２１と、進行方向に対し直交する方向にアレイ状に配置された複数のタグリーダからなるＲＦ読取部３０と、移動体２の少なくとも進行方向を制御する制御部とを備える。制御部は、無線電子タグとの無線通信を確立したいずれかのタグリーダの配置情報に基づいて、走行経路８０に対する移動体の進行方向中心線９０のズレ量を演算する。複数のタグリーダは１個置きに２つのサブグループに分類され、制御部は、所定の読取時間毎に時間差を設けてタグリーダをサブグループ毎に駆動する。【選択図】図１
2020052591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行面上に予め規定した走行経路上を移動する自走式移動体であって、
前記走行経路に沿う前記走行面上には無線電子タグが間欠的に複数配置され、
少なくとも自走に必要な動力源及び駆動部と、
進行方向に対して直交する方向にアレイ状に複数個並んで配置され、前記無線電子タグとの無線通信を確立するタグリーダと、
前記駆動部による進行方向を少なくとも制御する制御装置とを備え、
前記制御装置が、
前記無線電子タグとの無線通信を確立したいずれかの前記タグリーダの配置情報に基づいて前記走行経路に対する当該自走式移動体の進行方向中心線のズレ量を演算し、
前記進行方向中心線に最も近いタグリーダが前記無線電子タグとの無線通信を確立するように前記駆動部による進行方向を制御するように構成されている、自走式移動体。
【請求項２】
複数の前記タグリーダがｎ（ｎは１以上の正の整数）個置きの２つ以上のサブグループに分類され、
前記制御装置は、近接するタグリーダ同士が前記無線電子タグとの無線通信において干渉しないように、少なくとも前記タグリーダの情報の読み取りに必要な所定の読取時間毎に時間差を設けて、前記サブグループ毎に前記タグリーダを駆動する、請求項１に記載の自走式移動体。
【請求項３】
前記タグリーダが前記無線電子タグから送信された無線信号の受信強度を検出できるものであり、
前記制御装置は、同一サブグループの複数のタグリーダが前記無線電子タグから無線信号を受信した場合、最も強い受信強度で前記無線信号を受信したタグリーダの配置情報に基づいて前記走行経路に対するズレ量を演算する、請求項１又は２に記載の自走式移動体。
【請求項４】
前記制御装置は、走行面上における自走式移動体にとっての各種障害物の配置を、前記無線電子タグのタグＩＤ情報と関連付けて記憶したマップを有し、前記タグＩＤ情報及び前記マップから現在位置及び移動した距離と時間を演算する、請求項１〜３の何れか１項に記載の自走式移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行面上に予め規定された走行経路上を移動する自走式移動体及びその走行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の走行面上に予め規定された走行経路上を移動する自走式移動体の走行制御システムとしては、最も単純なものとして、床面上にレールを敷設した走行経路上で自走式移動体を移動させるものが知られている。しかし、床面上にレールを敷設することは容易ではなく、レイアウト変更時や作業手順の変更時にレールを敷設し直すことは容易ではなかった。
【０００３】
そのようなレイアウトの変更等に容易に対応できるシステムとして、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）等を用いて位置を測位する技術や、カメラの画像と地図とを照合して位置を検出する技術も知られている。しかし、ＧＰＳは比較的位置誤差が大きく、カメラの画像は壁等が無いと運用できず外乱光に対しても脆弱である。
【０００４】
また、走行面上の予め規定された走行経路に他の部分とは異なる光学的なマーキング効果を発現する材料（例えば反射率が高いもの）を配置して走行経路を形成し、そのマーキング箇所を自走式移動体で反射光を受光することで、走行経路に沿って移動させる技術が知られている。更に走行経路にＲＦＩＤタグを配置し、自走式移動体に設けた複数のタグリーダで読み取る制御方式も知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−９８８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、床面上に光学的マーキング材料を配置する場合には、マーキングから現在地を知ることができない。また、床面がワックス等で全体的に反射率が高い場合や、床面と平行に近い西日が差し込む場合等には、外乱光でマーキングの検出が困難になり、走行経路に沿って移動できない場合があった。また、従来のＲＦＩＤタグを床面に配置し、自走式移動体に設けられた複数のタグリーダで読み取る場合には、隣接するタグリーダ同士で通信が干渉してしまい、正確に無線信号が読み取れない場合があった。
本発明の課題は、周囲の環境等に影響されずに正確に走行制御を行うことができる等の自走式移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するため、本発明は、走行面上に予め規定した走行経路上を移動する自走式移動体であって、前記走行経路に沿う前記走行面上には無線電子タグが間欠的に複数配置され、少なくとも自走に必要な動力源及び駆動部と、進行方向に対して直交する方向にアレイ状に複数個並んで配置され、前記無線電子タグとの無線通信を確立するタグリーダと、前記駆動部による進行方向を少なくとも制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、前記無線電子タグとの無線通信を確立したいずれかの前記タグリーダの配置情報に基づいて前記走行経路に対する当該自走式移動体の進行方向中心線のズレ量を演算し、前記進行方向中心線に最も近いタグリーダが前記無線電子タグとの無線通信を確立するように前記駆動部による進行方向を制御するように構成されている、自走式移動体である。
【０００８】
上記の自動式移動体において、複数の前記タグリーダがｎ（ｎは１以上の正の整数）個置きの２つ以上のサブグループに分類され、前記制御装置は、近接するタグリーダ同士が前記無線電子タグとの無線通信において干渉しないように、少なくとも前記タグリーダの情報の読み取りに必要な所定の読取時間毎に時間差を設けて、前記サブグループ毎に前記タグリーダを駆動することが好ましい。
【０００９】
また、前記タグリーダが前記無線電子タグから送信された無線信号の受信強度を検出できるものであり、前記制御装置は、同一サブグループの複数のタグリーダが前記無線電子タグから無線信号を受信した場合、最も強い受信強度で前記無線信号を受信したタグリーダの配置情報に基づいて前記走行経路に対するズレ量を演算することが好ましい。
【００１０】
また、前記制御装置は、走行面上における自走式移動体にとっての各種障害物の配置を、前記無線電子タグのタグＩＤ情報と関連付けて記憶したマップを有し、前記タグＩＤ情報及び前記マップから現在位置及び移動した距離と時間を演算することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の自走式移動体によれば、外乱光や障害物等の周囲環境の影響を受けずに、走行経路に沿って正確に走行制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態による自走式移動体及びその走行制御システムの概略構成を説明するための平面図である。
【図２】図１の自走式移動体及びその走行制御システムの概略構成を説明するための側面図である。
【図３】複数のタグリーダからなるＲＦ読取部の動作を説明するための側面図である。
【図４】タグリーダの配置情報に基づく走行制御を説明するための平面図である。
【図５】タグリーダの配置情報に基づく走行制御を更に説明するための平面図である。
【図６】タグリーダの配置情報に基づく走行制御を更に説明するための平面図である。
【図７】自走式移動体の進行方向制御処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による自走式移動体及びその走行経路制御システムを説明する。本走行制御システムは、床面などの走行面上の複数の位置に間欠的に配置される無線電子タグ１０１〜１０５と、これら無線電子タグ１０１〜１０５を接続する仮想線として規定される走行経路８０に沿って移動する自走式移動体２とを含み構成される。
【００１４】
自走式移動体２は、例えば図１及び２に示すように、進行方向に向かって左右に配置された２個の駆動輪４と、進行方向に向かって前後に配置された２個の補助輪６を有し、左右の２個の駆動輪４は、各々独立した駆動部２１により個別に駆動が可能である。
【００１５】
各駆動部２１には、動力源２０から動力を発生させるためのエネルギーが供給される。一例として各駆動部２１がモーターである場合には、動力源２０は電力を供給するバッテリー又は発電機である。
【００１６】
制御部１０は、駆動部２１による自走式移動体２の進行方向を少なくとも制御する。例えば、自走式移動体２を急激に左折させる場合には、進行方向に向かって右に配置された駆動輪４のみに電力を供給すればよく、逆に、自走式移動体２を急激に右折させる場合には、進行方向に向かって左に配置された駆動輪４のみに電力を供給すればよい。
【００１７】
自走式移動体２を急激にターンさせる必要が無く少しだけ左側に移動させる場合には、進行方向に向かって右に配置された駆動輪４への電力を、進行方向に向かって左に配置された駆動輪４への電力よりも余分に供給すればよく、逆に、自走式移動体２を少しだけ右側に移動させる場合には、進行方向に向かって左に配置された駆動輪４への電力を、進行方向に向かって右に配置された駆動輪４への電力よりも余分に供給すればよい。
【００１８】
ＲＦ（無線周波数）読取部３０は、走行面上の無線電子タグ１０１、１０２、１０３、・・・との近距離無線通信を行う複数のタグリーダから構成され、自走式移動体２の進行方向に向かって中心を通る進行方向中心線９０に直交する方向にタグリーダのアンテナ部が一列に並べられてアレイ形状となっている。ＲＦ読取部３０は、自走式移動体２における床に対向する下面に、極力床に近い位置となるように設けられる。
【００１９】
ＲＦ読取部３０を構成する複数のタグリーダは、ｎ（ｎは１以上の正の整数）個置きの２つ以上のサブグループに分類される。本実施形態では、タグリーダが１個置きに第１サブグループと第２サブグループに分類している。
【００２０】
具体的には、例えば図３に示すように、第１サブグループのタグリーダの各アンテナ部４１〜４４と、第２サブグループの各アンテナ部５１〜５４とが交互に配置されている。図３においては、左から順に、第１サブグループ第１タグリーダのアンテナ部４１、第２サブグループ第１タグリーダのアンテナ部５１、第１サブグループ第２タグリーダのアンテナ部４２、第２サブグループ第２タグリーダのアンテナ部５２、第１サブグループ第３タグリーダのアンテナ部４３、第２サブグループ第３タグリーダのアンテナ部５３、第１サブグループ第４タグリーダのアンテナ部４４、第２サブグループ第４タグリーダのアンテナ部５４となる。
【００２１】
制御部１０は、少なくともタグリーダの情報の読み取りに必要な所定の読取時間毎に時間差を設けて、第１サブグループ及び第２サブグループの各タグリーダを交互に切り換えて駆動する。これにより互いに隣接するタグリーダ同士が、走行経路上にある無線電子タグ１０１、１０２、・・・との無線通信において干渉しないようにすることができる。
【００２２】
制御部１０は、また、ＲＦ読取部３０の直下に位置する無線電子タグ１０１〜１０５との無線通信を確立したいずれかのタグリーダの配置情報に基づいて、走行経路８０に対する当該自走式移動体２の進行方向中心線９０のズレ量を演算する。
【００２３】
図４では、自走式移動体２の進行方向に向かって中心を通る仮想の進行方向中心線９０が、進行方向中心線９０に近い第２サブグループ第２タグリーダのアンテナ部５２と、第１サブグループ第３タグリーダのアンテナ部４３との間を通り、各無線電子タグ１０１〜１０５を接続するように記載される仮想のタグ接続線（走行経路）８０と近接するかほぼ重複するようになっている。この場合は、第１サブグループと第２サブグループのタグリーダの駆動が切り換えられる毎に、第２サブグループのアンテナ部５２又は第１サブグループのアンテナ部４３を介して、走行経路８０上の無線電子タグ１０２との通信が確立する。
【００２４】
なお、図４の場合、第２サブグループのアンテナ部５２及び第１サブグループのアンテナ部４３を介して無線電子タグ１０２から受信される無線信号の強度は同等であり、第２サブグループの他のタグリーダのアンテナ部や第１サブグループの他のタグリーダのアンテナ部から受信する無線信号の強度よりも強くなる。
【００２５】
また、制御部１０は、自走行移動体２の進行方向中心線９０に最も近いタグリーダ（本実施形態の例ではアンテナ部５２又は４３）が無線電子タグ１０１〜１０５との無線通信を確立するように、駆動部２１による進行方向を制御する。
【００２６】
例えば、図５に示すように、走行経路８０が、第２サブグループ第３タグリーダのアンテナ部５３と、第１サブグループ第４タグリーダのアンテナ部４４との間を通る場合、第１サブグループと第２サブグループの駆動が切り換えられる毎に、第２サブグループのアンテナ部５３又は第１サブグループのアンテナ部４４を介して、走行経路８０上の無線電子タグ１０２との通信が確立する。
【００２７】
この場合は、自走式移動体２を少しだけ右側に移動修正させる場合になるので、制御部１０は、進行方向に向かって左に配置された駆動輪４への電力を、進行方向に向かって右に配置された駆動輪４への電力よりも余分に供給する。制御部１０は、このような自走式移動体２の進行方向制御を、進行方向中心線９０に最も近いタグリーダのアンテナ部５２又は４３を介して無線電子タグ１０１〜１０５との無線通信が確立するまで行う。
【００２８】
逆に、図６に示すように、走行経路８０が、第２サブグループ第１タグリーダのアンテナ部５１と、第１サブグループ第２タグリーダのアンテナ部４２との間を通る場合には、第１サブグループと第２サブグループのタグリーダの駆動が切り換えられる毎に、第２サブグループのアンテナ部５１又は第１サブグループのアンテナ部４２を介して、走行経路８０上の無線電子タグ１０２との通信が確立する。
【００２９】
この場合は、自走式移動体２を少しだけ左側に移動修正させる場合になるので、制御部１０は、進行方向に向かって右に配置された駆動輪４への電力を、進行方向に向かって左に配置された駆動輪４への電力よりも余分に供給する。制御部１０は、このような自走式移動体２の進行方向制御を、進行方向中心線９０に最も近いタグリーダのアンテナ部５２又は４３を介して無線電子タグ１０１〜１０５との無線通信が確立するまで行う。
【００３０】
なお、ＲＦ読取部３０が、無線電子タグ１０１〜１０５から送信された無線信号の受信強度を受信したアンテナ４１〜４４、５１〜５４毎に検出できるものであれば、制御部１０は、最も強い受信強度で前記無線信号を受信したタグリーダの配置情報に基づいて、走行経路８０に対する自走式移動体２のズレ量を演算してもよい。例えば、同一サブグループの複数のタグリーダが無線電子タグ１０１〜１０５から同時に無線信号を受信した場合には、最も強い受信強度で受信したタグリーダの配置情報に基づいて、走行経路８０に対するズレ量を演算することが好ましい。そして、進行方向中心線９０に最も近いタグリーダのアンテナ部５２又は４３での受信強度が最も強くなるように、自走式移動体２の進行方向制御を行うことができる。
【００３１】
図７は自走式移動体２の進行方向制御処理の一例を示すフローチャートである。本実施例の制御処理において、制御部１０は、不図示のメモリ等に収納された指示情報又は不図示のセンサ情報等から自走式移動体２が移動中であるか否かを判断し（Ｓ１）、移動中である場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）には、ＲＦ読取部３０からタグ情報とリーダ情報が受信されているか否かを判断する（Ｓ２）。制御部１０は、ステップＳ１で移動中ではない場合（Ｓ１：Ｎｏ）には、処理を終了する。
【００３２】
制御部１０は、ＲＦ読取部３０からタグ情報とリーダ情報が受信されている場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）には、受信したリーダ情報からどのサブグループで受信したかを検出し（Ｓ３）、更に受信したリーダ情報からどのタグリーダのアンテナ部から受信したかを検出し（Ｓ４）、それぞれのサブグループにおけるタグリーダが、仮想の進行方向中心線９０に最も近いタグリーダであるか判断する（Ｓ５）。
【００３３】
制御部１０は、タグ情報とリーダ情報を受信したタグリーダが、仮想の進行方向中心線９０に最も近い場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）には、現状のままでよいので、ステップＳ２に戻り、次のタグ情報とリーダ情報がＲＦ読取部３０から受信されているか否かを判断する。タグ情報とリーダ情報を受信したタグリーダが、仮想の進行方向中心線９０に最も近くはない場合（Ｓ５：Ｎｏ）には、仮想の進行方向中心線９０に対してどの程度ずれているかのズレ量を演算し（Ｓ６）、そのズレ量を補正するための駆動部制御量を演算し（Ｓ７）、その駆動部制御量に基づいて、駆動部２１に供給する動力源２０を制御し、自走式移動体２の進行方向を補正する（Ｓ８）。
【００３４】
制御部１０は、ステップＳ８の駆動部２１を制御することにより自走式移動体２の進行方向を補正したら、再び不図示のメモリ等に収納された指示情報又は不図示のセンサ情報等から自走式移動体２が移動中であるか否かを判断し（Ｓ９）、移動中である場合（Ｓ９：Ｙｅｓ）には、ステップＳ２に戻り、次のタグ情報とリーダ情報がＲＦ読取部３０から受信されているか否かを判断し、ステップＳ９で移動中ではない場合（Ｓ９：Ｎｏ）には、処理を終了する。
【００３５】
このように制御することにより、自走式移動体２を、ほぼ各無線電子タグ１０１〜１０５の並ぶ通り、つまり走行経路８０に沿って走行経路を制御することが可能となる。
【００３６】
このように本発明に係る自走式移動体の走行経路制御システムでは、上記した構成を有することで、位置誤差が小さく、壁等が無くても運用でき、消費電力が小さく外乱光に強く、隣接するタグリーダ同士で干渉しないようにすることができる。
【００３７】
なお、制御部１０は、走行面における自走式移動体２にとっての各種障害物の配置を、各無線電子タグのタグＩＤ情報と関連付けて記憶したマップデータを有していることが好ましい。その場合、制御部１０は、自走式移動体２が走行中にＲＦ読取部３０が無線電子タグ１０１、１０２、・・・から読み取ったタグＩＤ情報とマップデータとを照合して、自走式移動体２の現在位置、移動した距離及び時間等を演算することができる。
【符号の説明】
【００３８】
２  自走式移動体
４  駆動輪
１０  制御部
２０  動力源
２１  駆動部
３０  ＲＦ読取部
４１〜４４  第１サブグループのタグリーダのアンテナ部
５１〜５４  第２サブグループのタグリーダのアンテナ部
８０  走行経路（タグ接続線）
９０  進行方向中心線
１０１〜１０５  無線電子タグ
【図１】
2020052591.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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