(57)【要約】【課題】送受信されるレーザーが遮られることを抑制できる無人搬送システムを提供する。【解決手段】無人搬送システム１は、レーザー式無人搬送車である無人フォークリフト１０と、無人飛行体であるドローン３０と、反射板４０とを備える。無人フォークリフト１０は、レーザーを水平に３６０°回転しながら送信して、反射板４０で反射されたレーザーを受信するレーザースキャナ１０Ｃと、レーザースキャナ１０Ｃによる反射板４０の認識結果に基づいて走行する無人走行体１０Ａとを備える。ドローン３０には反射板４０が設けられ、ドローン３０が飛行することによって反射板４０が移動する。【選択図】図１
2020047201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー式無人搬送車と、
無人飛行体と、
反射板とを備え、
前記レーザー式無人搬送車は、
レーザーを水平に３６０°回転しながら送信して、前記反射板で反射された前記レーザーを受信するレーザースキャナと、
前記レーザースキャナによる前記反射板の認識結果に基づいて走行する無人走行体とを備え、
前記無人飛行体には前記反射板が設けられ、前記無人飛行体が飛行することによって前記反射板が移動する
ことを特徴とする無人搬送システム。
【請求項２】
さらに、前記無人飛行体の位置を推定する飛行体位置推定部と、
前記反射板の認識結果と前記無人飛行体の位置の推定結果とに基づいて、前記無人走行体の位置を推定する走行体位置推定部と、
前記無人走行体の位置の推定結果に基づいて当該無人走行体の走行を制御する走行制御部とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の無人搬送システム。
【請求項３】
前記無人飛行体は、当該無人飛行体の周囲を撮影する撮影部を備え、
前記飛行体位置推定部は、前記無人飛行体の周囲の撮影結果に基づいて当該無人飛行体の位置を推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の無人搬送システム。
【請求項４】
さらに、前記無人飛行体の上方に設けられたマーカーを備え、
前記飛行体位置推定部は、前記撮影部により撮影された前記マーカーの認識結果に基づいて、前記無人飛行体の位置を推定する
ことを特徴とする請求項３に記載の無人搬送システム。
【請求項５】
さらに、前記マーカーに赤外線を照射する赤外線照射部を備え、
前記マーカーは、再帰反射材により構成され、
前記撮影部は、赤外線カメラにより構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の無人搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射板をレーザースキャナで認識して走行するレーザー式無人搬送車を用いた無人搬送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１および２に開示されているように、レーザースキャナを備えたレーザー式無人搬送車が知られている。レーザースキャナは、レーザーを水平に３６０度回転しながら送信し、さらに、倉庫内の予め定められた場所に配置された反射板で反射されたレーザーを受信することで、反射板を認識する。こうして、レーザー式無人搬送車は、反射板までの距離と反射板の角度（方位）とを算出し、現在位置を推定し、予め設定された経路を走行する。
【０００３】
また、特許文献３に開示されているように、倉庫内には、荷物を保管する複数の棚が設置されている。レーザー式無人搬送車は、棚に荷物を置く荷置き作業や、棚から荷物を取る荷取り作業を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−５６８２８号公報
【特許文献２】特開２０００−６５５７１号公報
【特許文献３】特開２００３−２０１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、棚に荷物が保管されると、レーザー式無人搬送車から送信されたレーザーが荷物で遮られる場合があった。また、特に、棚が移動可能な移動棚である場合には、レーザーが移動した棚で遮られる場合があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、送受信されるレーザーが遮られることを抑制できる無人搬送システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、レーザー式無人搬送車と、無人飛行体と、反射板とを備え、前記レーザー式無人搬送車は、レーザーを水平に３６０°回転しながら送信して、前記反射板で反射された前記レーザーを受信するレーザースキャナと、前記レーザースキャナによる前記反射板の認識結果に基づいて走行する無人走行体とを備え、前記無人飛行体には前記反射板が設けられ、前記無人飛行体が飛行することによって前記反射板が移動することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無人搬送システムにおいて、さらに、前記無人飛行体の位置を推定する飛行体位置推定部と、前記反射板の認識結果と前記無人飛行体の位置の推定結果とに基づいて、前記無人走行体の位置を推定する走行体位置推定部と、前記無人走行体の位置の推定結果に基づいて当該無人走行体の走行を制御する走行制御部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の無人搬送システムにおいて、前記無人飛行体は、当該無人飛行体の周囲を撮影する撮影部を備え、前記飛行体位置推定部は、前記無人飛行体の周囲の撮影結果に基づいて当該無人飛行体の位置を推定することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の無人搬送システムにおいて、さらに、前記無人飛行体の上方に設けられたマーカーを備え、前記飛行体位置推定部は、前記撮影部により撮影された前記マーカーの認識結果に基づいて、前記無人飛行体の位置を推定することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の無人搬送システムにおいて、さらに、前記マーカーに赤外線を照射する赤外線照射部を備え、前記マーカーは、再帰反射材により構成され、前記撮影部は、赤外線カメラにより構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、送受信されるレーザーが遮られることを抑制できる無人搬送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る無人搬送システムの概要図である。
【図２】同実施形態に係る無人飛行体の上方に設けられたマーカーの一例を示す模式図である。
【図３】同実施形態に係る無人走行体および無人飛行体のブロック図である。
【図４】同実施形態に係るレーザー式無人搬送車の走行制御の流れ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】
【００１４】
図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、無人搬送システム１の概略構成を示している。
図１に示すように、無人搬送システム１は、レーザー式無人搬送車である無人フォークリフト１０と、小型の無人飛行体である複数のドローン３０と、各ドローン３０に設けられた反射板４０と、ドローン３０の上方に設けられたマーカー５０（図２参照）と、荷物Ｎを保管する複数の棚６０とを備えている。
【００１５】
無人フォークリフト１０は、無人で走行する無人走行体１０Ａと、棚６０に荷物Ｎを置く荷置き作業および棚６０から荷物Ｎを取る荷取り作業を行う荷役装置１０Ｂと、レーザーを送受信するレーザースキャナ１０Ｃとを備えている。
【００１６】
無人走行体１０Ａは、３つ以上の反射板４０の認識結果に基づいて、無人走行体１０Ａの位置を推定し、その位置の推定結果に基づいて所定の目的地まで走行する。無人走行体１０Ａは、反射板４０の認識結果に基づいて走行する際、反射板４０の認識結果と、ドローン３０の位置の推定結果とに基づいて、無人走行体１０Ａの位置を推定する。無人走行体１０Ａの詳しい構成は、図３を参照して後述する。
【００１７】
荷役装置１０Ｂは、荷物Ｎを支持するフォーク２１と、フォーク２１を昇降させるリフト装置２２とを備えている。
【００１８】
レーザースキャナ１０Ｃは、レーザーを水平に３６０°回転しながら送信し、反射板４０で反射されたレーザーを受信する。レーザースキャナ１０Ｃは、レーザーの受信結果として、レーザーを送信してから受信するまでの時間、および、反射板４０で反射されたレーザーの移動方向角度を出力する。
【００１９】
ドローン３０は、レーザースキャナ１０Ｃが送受信するレーザーが棚６０や荷物Ｎや他の無人フォークリフト（図示略）等によって遮らないように飛行する。ドローン３０の詳しい構成は、図３を参照して後述する。
【００２０】
反射板４０は、ドローン３０が所定の高さを維持して飛行することにより、無人フォークリフト１０からのレーザーを反射するように所定の高さに配置される。反射板４０は、ドローン３０の飛行に伴って移動する。
【００２１】
棚６０は、所定の延設方向に沿って延びており、延設方向に垂直な並設方向（図中の矢印Ａで示す方向）に並べて設けられている。棚６０は、並設方向において移動可能な移動棚である。棚６０は、電動アクチュエータ（図示略）により移動し、棚６０を移動させることで、任意の棚６０の傍に無人フォークリフト１０が走行可能な通路を形成することができる。
【００２２】
図２は、屋内の天井に設けられたマーカー５０の一例を示している。
図２に示すように、複数のマーカー５０は、直交するＸ方向およびＹ方向において、互いに間隔をあけて設けられており、異なる形状（外形）および模様を有している。マーカー５０は、ドローン３０から照射される赤外線を当該ドローン３０に向けて反射する再帰反射材により構成されている。
【００２３】
図３は、無人走行体１０Ａおよびドローン３０のブロック図を示している。
図３に示すように、無人フォークリフト１０は、無人走行体１０Ａの構成要素として、反射板認識部１１と、無線通信部１２と、走行体位置推定部１３と、走行装置１４と、走行制御部１５とを備える。
【００２４】
反射板認識部１１は、レーザースキャナ１０Ｃにより受信したレーザーの受信結果に基づいて、レーザーを反射した３つ以上の反射板４０を認識し、レーザースキャナ１０Ｃから反射板４０までの距離と反射板４０の角度（方位）とを算出する。具体的には、反射板認識部１１は、レーザーを送信してから受信するまでの時間に基づいて、レーザースキャナ１０Ｃから反射板４０までの距離を算出し、反射板４０で反射されたレーザーの移動方向角度に基づいて、反射板４０の角度を算出する。
【００２５】
無線通信部１２は、ドローン３０と無線で通信し、ドローン３０の位置情報であるドローン３０の位置の推定結果を受信する。また、無線通信部１２は、無人フォークリフト１０を構成する無人走行体１０Ａとドローン３０とが通信を行う際に、各種の情報を送受信する。
【００２６】
走行体位置推定部１３は、反射板４０の認識結果に基づいて、無人フォークリフト１０の現在位置、すなわち無人走行体１０Ａの位置を推定する。具体的には、走行体位置推定部１３は、反射板４０の認識結果（反射板４０までの距離および角度）と、当該反射板４０が設けられたドローン３０の位置の推定結果とに基づいて、屋内における無人走行体１０Ａの位置を推定する。
【００２７】
走行装置１４は、荷置き作業および荷取り作業を行うために屋内を走行する。
走行制御部１５は、無人走行体１０Ａの位置の推定結果に基づいて、無人走行体１０Ａが屋内の予め設定された経路を走行するように、走行装置１４を制御する。
【００２８】
また、ドローン３０は、赤外線照射部３１と、撮影部３２と、マーカー認識部３３と、飛行体位置推定部３４と、無線通信部３５と、飛行装置３６と、飛行制御部３７とを備える。
【００２９】
赤外線照射部３１は、ドローン３０の上方に向けて、すなわちマーカー５０に向けて赤外線を照射する。
【００３０】
撮影部３２は、赤外線カメラにより構成されており、ドローン３０の周囲を撮影する。本実施形態においては、撮影部３２は、ドローン３０の上方に位置するマーカー５０を撮影する。
【００３１】
マーカー認識部３３は、撮影部３２により撮影したマーカー５０の撮影結果に基づいて、ドローン３０の上方に位置するマーカー５０を認識し、当該マーカー５０の特徴的情報（例えば形状、模様、周囲の他のマーカー５０までの距離等）を取得する。
【００３２】
飛行体位置推定部３４は、ドローン３０の周囲の撮影結果に基づいて、当該ドローン３０の位置を推定する。具体的には、飛行体位置推定部３４は、撮影部３２により撮影されたマーカー５０の認識結果（マーカー５０の特徴的情報）に基づいて、屋内におけるドローン３０の位置を推定する。
【００３３】
無線通信部３５は、無人走行体１０Ａと無線で通信し、ドローン３０の位置の推定結果を送信する。また、無線通信部３５は、無人フォークリフト１０を構成する無人走行体１０Ａとドローン３０とが通信を行う際に、各種の情報を送受信する。
【００３４】
飛行装置３６は、複数の回転翼により飛行するための下方への気流を発生させる。
飛行制御部３７は、反射板４０がレーザースキャナ１０Ｃと同じ高さに位置するように、飛行装置３６を制御する。また、飛行制御部３７は、反射板４０に向けて送信されたレーザーが棚６０等に遮られることを防ぐために、無人フォークリフト１０の近傍を飛行するように、飛行装置３６を制御する。
【００３５】
図４は、無人フォークリフト１０の走行制御の流れの一例を示している。
図４に示すように、まず、ドローン３０に設けられた撮影部３２がマーカー５０を撮影することで、マーカー認識部３３がドローン３０の上方に位置するマーカー５０を認識する（ステップＳ１）。
【００３６】
次いで、飛行体位置推定部３４が、ステップＳ２で認識されたマーカー５０に基づいて、ドローン３０の位置を推定する（ステップＳ２）。ステップＳ２で推定された各ドローン３０の位置に係る情報は、各ドローン３０から無人走行体１０Ａに随時送信される。
【００３７】
次いで、レーザースキャナ１０Ｃがレーザーを送受信することで、反射板認識部１１が、レーザーを反射した３つ以上の反射板４０を認識する（ステップＳ３）。
【００３８】
次いで、走行体位置推定部１３が、ステップＳ３で認識された反射板４０に係る情報と、ステップＳ２で推定されたドローン３０の位置に係る情報のうち、ステップＳ３で認識された反射板４０が設けられたドローン３０の位置に係る情報とに基づいて、屋内における無人走行体１０Ａの位置を推定する（ステップＳ４）。
【００３９】
そして、走行制御部１５は、ステップＳ４で推定された無人走行体１０Ａの位置に係る情報に基づいて、無人走行体１０Ａが所定の目的地まで走行するように、走行装置１４を制御する（ステップＳ５）。
【００４０】
本実施形態では以下の効果が得られる。
（１）ドローン３０（無人飛行体）には反射板４０が設けられ、ドローン３０が飛行することによって反射板４０が移動するため、レーザーが棚６０や荷物Ｎ等に遮られない位置に反射板４０を移動させることができる。その結果、送受信されるレーザーが遮られることを抑制でき、反射板４０の認識率を高め、無人フォークリフト１０を誘導することができる。
【００４１】
（２）無人搬送システム１は、ドローン３０の位置を推定する飛行体位置推定部３４と、反射板４０の認識結果とドローン３０の位置の推定結果とに基づいて、無人走行体１０Ａの位置を推定する走行体位置推定部１３と、無人走行体１０Ａの位置の推定結果に基づいて無人走行体１０Ａの走行を制御する走行制御部１５とを備える。この構成によれば、反射板４０が移動したときも、屋内における無人走行体１０Ａの位置を精確に推定することができる。
【００４２】
（３）飛行体位置推定部３４は、ドローン３０の周囲の撮影結果に基づいて当該ドローン３０の位置を推定する。この構成によれば、ドローン３０に撮影部３２を設けることで、屋内におけるドローン３０の位置が推定可能となる。
【００４３】
（４）飛行体位置推定部３４は、撮影部３２により撮影されたマーカー５０の認識結果に基づいて、ドローン３０の位置を推定する。この構成によれば、屋内の天井にマーカー５０を設けることで、屋内におけるドローン３０の位置が推定可能となる。
【００４４】
（５）無人搬送システム１は、マーカー５０に赤外線を照射する赤外線照射部３１を備え、マーカー５０は、再帰反射材により構成され、撮影部３２は、赤外線カメラにより構成されている。この構成によれば、暗所においても撮影部３２を用いてマーカー５０を認識することができる。
【００４５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記構成を適宜変更することもできる。例えば、上記実施形態を、以下のように変更して実施してもよく、以下の変更を適宜組み合わせてもよい。
【００４６】
・マーカー５０を認識できるのであれば、赤外線照射部３１を省いてもよい。また、撮影部３２は、赤外線カメラ以外のカメラにより構成されていてもよい。また、マーカー５０を天井以外の場所に設けてもよい。
【００４７】
・ドローン３０の周囲の撮影結果に基づかずにドローン３０の位置を推定してもよい。例えば、飛行体位置推定部３４がＧＰＳを用いてドローン３０の位置を推定するように構成してもよい。
【００４８】
・無人走行体１０Ａおよびドローン３０の構成を適宜変更してもよい。例えば、マーカー認識部３３および飛行体位置推定部３４の機能を、無人走行体１０Ａが備えていてもよい。また、例えば、ドローン３０とレーザースキャナ１０Ｃとが通信を行うことで、反射板認識部１１および走行体位置推定部１３の機能を、ドローン３０が備えていてもよい。
【００４９】
・無人フォークリフト１０以外のレーザー式無人搬送車に本発明を適用してもよい。すなわち、フォーク以外の移載装置を備えた無人搬送車や、移載装置を備えていない無人搬送車に本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１  無人搬送システム
１０  無人フォークリフト（レーザー式無人搬送車）
１０Ａ  無人走行体
１０Ｂ  荷役装置
１０Ｃ  レーザースキャナ
１３  走行体位置推定部
１５  走行制御部
３０  ドローン（無人飛行体）
３１  赤外線照射部
３２  撮影部
３４  飛行体位置推定部
４０  反射板
５０  マーカー
【図１】
2020047201.tif 000003
【図２】
2020047201.tif 000004
【図３】
2020047201.tif 000005
【図４】
2020047201.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月25日(2019.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー式無人搬送車と、
無人飛行体と、
前記無人飛行体に設けられ、当該無人飛行体が飛行することによって移動する反射板とを備えた無人搬送システムであって、
前記レーザー式無人搬送車は、
レーザーを水平に３６０°回転しながら送信して、前記反射板で反射された前記レーザーを受信するレーザースキャナと、
前記レーザースキャナによる前記反射板の認識結果に基づいて走行する無人走行体とを備え、
前記無人飛行体は、当該無人飛行体の周囲を撮影する撮影部を備え、
前記無人搬送システムは、さらに、
前記無人飛行体の上方に設けられたマーカーと、
前記撮影部により撮影された前記マーカーの認識結果に基づいて、前記無人飛行体の位置を推定する飛行体位置推定部と、
前記反射板の認識結果と前記無人飛行体の位置の推定結果とに基づいて、前記無人走行体の位置を推定する走行体位置推定部と、
前記無人走行体の位置の推定結果に基づいて当該無人走行体の走行を制御する走行制御部とを備える
ことを特徴とする無人搬送システム。
【請求項２】
前記無人飛行体は、前記マーカーに赤外線を照射する赤外線照射部を備え、
前記マーカーは、再帰反射材により構成され、
前記撮影部は、赤外線カメラにより構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の無人搬送システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、レーザー式無人搬送車と、無人飛行体と、前記無人飛行体に設けられ、当該無人飛行体が飛行することによって移動する反射板とを備えた無人搬送システムであって、前記レーザー式無人搬送車は、レーザーを水平に３６０°回転しながら送信して、前記反射板で反射された前記レーザーを受信するレーザースキャナと、前記レーザースキャナによる前記反射板の認識結果に基づいて走行する無人走行体とを備え、前記無人飛行体は、当該無人飛行体の周囲を撮影する撮影部を備え、前記無人搬送システムは、さらに、前記無人飛行体の上方に設けられたマーカーと、前記撮影部により撮影された前記マーカーの認識結果に基づいて、前記無人飛行体の位置を推定する飛行体位置推定部と、前記反射板の認識結果と前記無人飛行体の位置の推定結果とに基づいて、前記無人走行体の位置を推定する走行体位置推定部と、前記無人走行体の位置の推定結果に基づいて当該無人走行体の走行を制御する走行制御部とを備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無人搬送システムにおいて、前記無人飛行体は、前記前記マーカーに赤外線を照射する赤外線照射部を備え、前記マーカーは、再帰反射材により構成され、前記撮影部は、赤外線カメラにより構成されていることを特徴とする。